DE112016003761T5

DE112016003761T5 - Laserbearbeitungsvorrichtung und Laserbearbeitungsverfahren

Info

Publication number: DE112016003761T5
Application number: DE112016003761.9T
Authority: DE
Inventors: Junji Okuma; Yo Sugimoto
Original assignee: Hamamatsu Photonics KK
Current assignee: Hamamatsu Photonics KK
Priority date: 2015-08-18
Filing date: 2016-08-08
Publication date: 2018-05-03
Also published as: CN107995996B; TWI706822B; CN107995996A; JPWO2017030039A1; US20180236608A1; TW201718148A; US10898975B2; WO2017030039A1; JP6728188B2

Abstract

Eine Laserbearbeitungsvorrichtung beinhaltet: einen Auflagetisch, der so gestaltet ist, dass er ein zu bearbeitendes Objekt trägt; eine Laserlichtquelle, die so gestaltet ist, dass sie ein Laserlicht emittiert; ein konvergierendes optisches System, das so gestaltet ist, dass das Laserlicht auf das Objekt konvergiert wird; eine Bildgebungseinheit, die so gestaltet ist, dass sie eine vordere Fläche des Objekts abbildet; eine Kandidatenlinien-Festlegungseinheit, die so gestaltet ist, dass sie eine Mehrzahl von Kandidatenlinien festlegt; eine Betriebssteuereinheit, die so gestaltet ist, dass sie einen Betrieb des Auflagetisches, der Laserlichtquelle und/oder des konvergierenden optischen Systems so steuert, dass ein modifizierter Bereich im Inneren des Substrats entlang jeder der Mehrzahl von Kandidatenlinien ausgebildet wird und ein Riss die vordere Fläche des Objekts von dem modifizierten Bereich aus erreicht; und eine Bezugslinien-Festlegungseinheit, die so gestaltet ist, dass sie eine Bezugslinie, die als Linie bestimmt wird, die eine Kristallorientierung des Substrats angibt, auf Grundlage eines Bildes des Risses festlegt.

Description

Technisches Gebiet
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf eine Laserbearbeitungsvorrichtung und auf ein Laserbearbeitungsverfahren.
Hintergrund der Technik
Es ist eine Technik bekannt, die einen Schneidanfangspunktbereich entlang jeder einer Mehrzahl von Schneidlinien, die in einem Gittermuster festgelegt sind, für ein zu bearbeitendes Objekt ausbildet, das ein Substrat beinhaltet, das aus einem kristallinen Material hergestellt ist, und die bewirkt, dass ein Riss von dem Schneidanfangspunktbereich die vordere Fläche und die hintere Fläche des zu bearbeitenden Objekts erreicht, um eine Mehrzahl von Chips durch Schneiden des zu bearbeitenden Objekts entlang jeder der Mehrzahl von Schneidlinien zu gewinnen (siehe zum Beispiel die Patentliteratur 1). Zu Beispielen für den Schneidanfangspunktbereich zählen ein modifizierter Bereich, der im Inneren des Substrats ausgebildet ist, eine Nut, die an der vorderen Fläche des zu bearbeitenden Objekts ausgebildet ist, und dergleichen.
Liste der Zitate
Patentliteratur
Patentliteratur 1: Ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 2006-108.459
Übersicht über die Erfindung
Technisches Problem
Wenn die Mehrzahl von Chips durch Schneiden des zu bearbeitenden Objekts mit der wie oben beschriebenen Technik gewonnen wird, tritt in einigen Fällen ein Höhenunterschied an der Schnittfläche des Chips auf und ist die Ausbeute des Chips verringert. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben festgestellt, dass das Auftreten des Höhenunterschieds durch den Umstand bewirkt wird, dass die Schneidlinie so festgelegt wird, dass sie im Hinblick auf eine Kristallorientierung des Substrats des zu bearbeitenden Objekts abweicht.
Ein Ziel eines Aspekts der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Laserbearbeitungsvorrichtung und ein Laserbearbeitungsverfahren bereitzustellen, die in der Lage sind zu verhindern, dass eine Schneidlinie im Hinblick auf die Kristallorientierung des Substrats des zu bearbeitenden Objekts abweicht und festgelegt wird.
Lösung des Problems
Eine Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung beinhaltet: einen Auflagetisch, der so gestaltet ist, dass er ein zu bearbeitendes Objekt trägt, das ein Substrat beinhaltet, das aus einem kristallinen Material hergestellt ist; eine Laserlichtquelle, die so gestaltet ist, dass sie ein Laserlicht emittiert; ein konvergierendes optisches System, das so gestaltet ist, dass das von der Laserlichtquelle emittierte Licht auf das zu bearbeitende Objekt konvergiert wird, das durch den Auflagetisch getragen wird; eine Bildgebungseinheit, die so gestaltet ist, dass sie eine vordere Fläche des zu bearbeitenden Objekts abbildet, das durch den Auflagetisch getragen wird; eine Kandidatenlinien-Festlegungseinheit, die so gestaltet ist, dass sie für das zu bearbeitende Objekt eine Mehrzahl von Kandidatenlinien festlegt, die sich in voneinander verschiedenen Richtungen erstrecken; eine Betriebssteuereinheit, die so gestaltet ist, dass sie einen Betrieb des Auflagetisches, der Laserlichtquelle und/oder des konvergierenden optischen Systems so steuert, dass ein modifizierter Bereich im Inneren des Substrats entlang jeder der Mehrzahl von Kandidatenlinien ausgebildet wird und ein Riss die vordere Fläche des zu bearbeitenden Objekts von dem modifizierten Bereich aus erreicht; und eine Bezugslinien-Festlegungseinheit, die so gestaltet ist, dass sie für das zu bearbeitende Objekt eine Bezugslinie, die als Linie bestimmt wird, die eine Kristallorientierung des Substrats angibt, auf Grundlage eines Bildes des Risses festlegt, das durch die Bildgebungseinheit abgebildet wird.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben festgestellt, dass, wenn der Schneidanfangspunktbereich entlang der Kandidatenlinie ausgebildet wird und das zu bearbeitende Objekt von dem Schneidanfangspunktbereich als Anfangspunkt aus geschnitten wird, die Anzahl von Höhenunterschieden, die an der Schnittfläche des zu bearbeitenden Objekts auftreten, mit zunehmendem Grad einer Umlenkung des Risses im Hinblick auf die Kandidatenlinie zunimmt. Angesichts dieser Feststellung wird in der Laserbearbeitungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung die Bezugslinie (die Linie, die die Kristallorientierung des Substrats angibt) für das zu bearbeitende Objekt festgelegt, wobei die Bezugslinie auf Grundlage des Bildes des Risses bestimmt wird, der die vordere Fläche des zu bearbeitenden Objekts von dem modifizierten Bereich aus entlang jeder der Mehrzahl von Kandidatenlinien erreicht, die sich in voneinander verschiedenen Richtungen erstrecken. Dementsprechend ist es möglich, für das zu bearbeitende Objekt die Schneidlinie festzulegen, die sich in einer Richtung parallel zu der Bezugslinie erstreckt. Daher ist es bei der Laserbearbeitungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung möglich zu verhindern, dass die Schneidlinie im Hinblick auf die Kristallorientierung des Substrats des zu bearbeitenden Objekts abweicht und festgelegt wird.
Bei der Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Kandidatenlinien-Festlegungseinheit für das zu bearbeitende Objekt eine vorgegebene Anzahl der Kandidatenlinien festlegen, die sich in voneinander verschiedenen vorgegebenen Richtungen erstrecken, und die Bezugslinien-Festlegungseinheit kann für das zu bearbeitende Objekt aus der vorgegebenen Anzahl von Kandidatenlinien eine Kandidatenlinie, die einen kleinsten Grad der Umlenkung des Risses aufweist, als Bezugslinie festlegen. In diesem Fall reicht es aus, dass eine Laserlichtbestrahlung, eine Bestätigung eines Zustands des Risses und dergleichen nur für die vorgegebene Anzahl der Kandidatenlinien durchgeführt wird, die sich in voneinander verschiedenen vorgegebenen Richtungen erstrecken, so dass ein Festlegen der Bezugslinie für das zu bearbeitende Objekt einfach durchgeführt werden kann.
In der Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Kandidatenlinien-Festlegungseinheit für das zu bearbeitende Objekt die vorgegebene Anzahl der Kandidatenlinien, die sich in voneinander verschiedenen vorgegebenen Richtungen erstrecken, mithilfe einer Orientierungsfläche als Bezug festlegen, mit der das zu bearbeitende Objekt ausgestattet ist. In diesem Fall können Schwankungen bei der Festlegung der Kandidatenlinien für jedes zu bearbeitende Objekt verhindert werden.
Bei der Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Kandidatenlinien-Festlegungseinheit auf Grundlage des Bildes des Risses, das durch die Bildgebungseinheit abgebildet worden ist, nacheinander die Mehrzahl von Kandidatenlinien für das zu bearbeitende Objekt festlegen, bis ein Grad der Umlenkung des Risses in einen vorgegebenen Bereich fällt, und die Bezugslinien-Festlegungseinheit kann für das zu bearbeitende Objekt eine der Kandidatenlinien, deren Grad der Umlenkung des Risses in den vorgegebenen Bereich fällt, als Bezugslinie festlegen. In diesem Fall ist es möglich, die Bezugslinie für das zu bearbeitende Objekt mit der gewünschten Genauigkeit festzulegen.
In der Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Kandidatenlinien-Festlegungseinheit für das zu bearbeitende Objekt eine anfängliche Kandidatenlinie mithilfe einer Orientierungsfläche als Bezug festlegen, mit der das zu bearbeitende Objekt ausgestattet ist. In diesem Fall können Schwankungen bei der Festlegung der Kandidatenlinien für jedes zu bearbeitende Objekt verhindert werden.
Die Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann des Weiteren eine Speichereinheit beinhalten, die eine Beziehung zwischen einem Winkel, der durch die Kandidatenlinie im Hinblick auf die Kristallorientierung ausgebildet wird, und einem Grad der Umlenkung des Risses im Voraus speichert. In einem Fall, in dem die Mehrzahl von Kandidatenlinien nacheinander für das zu bearbeitende Objekt festgelegt wird, ist es, wenn eine neue Kandidatenlinie mithilfe der Beziehung als Index festgelegt wird, möglich, die Anzahl von Kandidatenlinien zu verringern, die festzulegen ist, bis der Grad der Umlenkung des Risses in den vorgegebenen Bereich fällt.
Die Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann des Weiteren eine Anzeigeeinheit beinhalten, die so gestaltet ist, dass sie das Bild des Risses anzeigt, das durch die Bildgebungseinheit abgebildet worden ist. In diesem Fall kann eine Bedienperson den Zustand des Risses und dergleichen bestätigen.
In der Laservorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Betriebssteuereinheit einen Betrieb des Auflagetisches, der Laserlichtquelle und/oder des konvergierenden optischen Systems so steuern, dass eine Bezugsmarke, die die Kristallorientierung angibt, an dem zu bearbeitenden Objekt entlang der Bezugslinie ausgebildet wird, die durch die Bezugslinien-Festlegungseinheit festgelegt worden ist. In diesem Fall ist es möglich, mithilfe der Bezugsmarke als Bezug die Schneidlinie, die sich in der Richtung parallel zu der Bezugslinie erstreckt, für das zu bearbeitende Objekt festzulegen.
Die Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann des Weiteren eine Schneidlinien-Festlegungseinheit beinhalten, die so gestaltet ist, dass sie für das zu bearbeitende Objekt eine Schneidlinie festgelegt, die sich in einer Richtung parallel zu der Bezugslinie erstreckt, die durch die Bezugslinien-Festlegungseinheit festgelegt worden ist, wobei die Betriebssteuereinheit einen Betrieb des Auflagetisches, der Laserlichtquelle und/oder des konvergierenden optischen Systems so steuert, dass der modifizierte Bereich im Inneren des Substrats entlang der Schneidlinie ausgebildet wird, die durch die Schneidlinien-Festlegungseinheit festgelegt worden ist. In diesem Fall kann eine Reihe von Schritten wie zum Beispiel eine Laserlichtbestrahlung entlang der Kandidatenlinie, eine Bestätigung des Zustands des Risses, ein Festlegen der Bezugslinie, ein Festlegen der Schneidlinie und eine Laserlichtbestrahlung entlang der Schneidlinie in einer Laserbearbeitungsvorrichtung durchgeführt werden.
Ein Laserbearbeitungsverfahren gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung beinhaltet: einen ersten Schritt zum Festlegen einer Mehrzahl von Kandidatenlinien, die sich in voneinander verschiedenen Richtungen erstrecken, für ein zu bearbeitendes Objekt, das ein Substrat beinhaltet, das aus einem kristallinen Material hergestellt ist; einen zweiten Schritt zum Konvergieren eines Laserlichts auf das zu bearbeitende Objekt so, dass ein modifizierter Bereich im Inneren des Substrats entlang jeder der Mehrzahl von Kandidatenlinien ausgebildet wird und ein Riss eine vordere Fläche des zu bearbeitenden Objekts von dem modifizierten Bereich aus erreicht; und einen dritten Schritt zum Festlegen einer Bezugslinie für das zu bearbeitende Objekt, die als Linie, die eine Kristallorientierung des Substrats angibt, auf Grundlage eines Zustands des Risses bestimmt wird.
Mit dem Laserlichtverfahren gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es aus demselben Grund wie bei der oben beschriebenen Laserbearbeitungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung möglich zu verhindern, dass die Schneidlinie im Hinblick auf die Kristallorientierung des Substrats des zu bearbeitenden Objekts abweicht und festgelegt wird.
In dem Laserbearbeitungsverfahren gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann in dem ersten Schritt eine vorgegebene Anzahl der Kandidatenlinien, die sich in voneinander verschiedenen vorgegebenen Richtungen erstrecken, für das zu bearbeitende Objekt festgelegt werden, und in dem dritten Schritt kann aus der vorgegebenen Anzahl von Kandidatenlinien eine Kandidatenlinie, die einen kleinsten Grad der Umlenkung des Risses aufweist, als Bezugslinie für das zu bearbeitende Objekt festgelegt werden. In diesem Fall reicht es aus, dass eine Laserlichtbestrahlung, eine Bestätigung eines Zustands des Risses und dergleichen nur für die vorgegebene Anzahl der Kandidatenlinien durchgeführt wird, die sich in voneinander verschiedenen vorgegebenen Richtungen erstrecken, so dass ein Festlegen der Bezugslinie für das zu bearbeitende Objekt einfach durchgeführt werden kann.
In dem Laserbearbeitungsverfahren gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann in dem ersten Schritt auf Grundlage eines Zustands des Risses die Mehrzahl von Kandidatenlinien nacheinander für das zu bearbeitende Objekt festgelegt werden, bis ein Grad der Umlenkung des Risses in einen vorgegebenen Bereich fällt, und in dem dritten Schritt kann eine der Kandidatenlinien, deren Grad der Umlenkung des Risses in den vorgegebenen Bereich fällt, als Bezugslinie für das zu bearbeitende Objekt festgelegt werden. In diesem Fall ist es möglich, die Bezugslinie für das zu bearbeitende Objekt mit der gewünschten Genauigkeit festzulegen.
In der Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Kandidatenlinien-Festlegungseinheit für das zu bearbeitende Objekt die Mehrzahl von Kandidatenlinien festlegen, die unterschiedliche Winkel aufweisen, die im Hinblick auf eine Bezugsrichtung ausgebildet sind, die Bezugslinien-Festlegungseinheit kann eine Neigungsrichtung erkennen, in der der Riss jeder der Mehrzahl von Kandidatenlinien im Hinblick auf eine entsprechende der Kandidatenlinien geneigt ist, die Bezugslinien-Festlegungseinheit kann die Bezugslinie für das zu bearbeitende Objekt auf Grundlage einer ersten Kandidatenlinie, deren Neigungsrichtung des Risses sich auf einer Seite einer entsprechenden der Kandidatenlinien befindet und die einen kleinsten oder größten Winkel aufweist, der im Hinblick auf die Bezugsrichtung ausgebildet ist, und einer zweiten Kandidatenlinie, deren Neigungsrichtung des Risses sich auf einer weiteren Seite einer entsprechenden der Kandidatenlinien befindet und die einen kleinsten oder größten Winkel aufweist, der im Hinblick auf die Bezugsrichtung ausgebildet ist, aus der Mehrzahl von Kandidatenlinien festlegen.
In dem Laserbearbeitungsverfahren gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann in dem ersten Schritt die Mehrzahl von Kandidatenlinien, die unterschiedliche Winkel aufweisen, die im Hinblick auf eine Bezugsrichtung ausgebildet sind, für das zu bearbeitende Objekt festgelegt werden, und in dem dritten Schritt kann eine Neigungsrichtung erkannt werden, in der der Riss jeder der Mehrzahl von Kandidatenlinien im Hinblick auf eine entsprechende der Kandidatenlinien geneigt ist, und die Bezugslinie kann für das zu bearbeitende Objekt auf Grundlage einer ersten Kandidatenlinie, deren Neigungsrichtung des Risses sich auf einer Seite einer entsprechenden der Kandidatenlinien befindet und die einen kleinsten oder größten Winkel aufweist, der im Hinblick auf die Bezugsrichtung ausgebildet ist, und einer zweiten Kandidatenlinie, deren Neigungsrichtung des Risses sich auf einer weiteren Seite einer entsprechenden der Kandidatenlinien befindet und die einen kleinsten oder größten Winkel aufweist, der im Hinblick auf die Bezugsrichtung ausgebildet ist, aus der Mehrzahl von Kandidatenlinien festgelegt werden.
Es ist festgestellt worden, dass ein Winkel zwischen einem Winkel, der durch die erste Kandidatenlinie im Hinblick auf die Bezugsrichtung ausgebildet wird, und einem Winkel, der durch die zweite Kandidatenlinie im Hinblick auf die Bezugsrichtung ausgebildet wird, der Kristallorientierung des Substrats entspricht. Daher kann durch Festlegen der Bezugslinie, bei der es sich um die Linie handelt, die die Kristallorientierung des Substrats angibt, auf Grundlage der ersten und der zweiten Kandidatenlinie die Bezugslinie mit hoher Genauigkeit festgelegt werden. In diesem Fall kann das Verfahren auch auf einen Fall angewendet werden, in dem der Riss nicht eine Form einer Umlenkung aufweist, die regelmäßig wiederholt wird.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Bei einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Laserbearbeitungsvorrichtung und ein Laserbearbeitungsverfahren bereitzustellen, die in der Lage sind zu verhindern, dass die Schneidlinie im Hinblick auf die Kristallorientierung des Substrats des zu bearbeitenden Objekts abweicht und festgelegt wird.
Figurenliste

1 ist eine schematische graphische Darstellung einer Laserbearbeitungsvorrichtung, die zum Ausbilden eines modifizierten Bereichs verwendet wird.
2 ist eine Draufsicht auf ein zu bearbeitendes Objekt, für das der modifizierte Bereich ausgebildet wird.
3 ist eine Querschnittansicht des zu bearbeitenden Objekts entlang der Linie III-III von 2.
4 ist eine Draufsicht auf das zu bearbeitende Objekt nach einer Laserbearbeitung.
5 ist eine Querschnittansicht des zu bearbeitenden Objekts entlang der Linie V-V von 4.
6 ist eine Querschnittansicht des zu bearbeitenden Objekts entlang der Linie VI-VI von 4.
7 ist eine Querschnittansicht des zu bearbeitenden Objekts zum Erläutern einer Laserbearbeitung entlang einer Kandidatenlinie.
8(a) ist eine Draufsicht, die ein erstes Beispiel für eine vordere Fläche eines Substrats veranschaulicht, auf der ein Halbschnitt ausgebildet ist. 8(b) ist eine Draufsicht, die ein zweites Beispiel für die vordere Fläche des Substrats veranschaulicht, auf der der Halbschnitt ausgebildet ist.
9(a) ist ein Schaubild, das ein Beispiel für eine Beziehung zwischen einer Kröpfperiode und einem Winkel veranschaulicht, der durch eine Kandidatenlinie im Hinblick auf eine Kristallorientierung ausgebildet ist. 9(b) ist ein Schaubild, das ein Beispiel für eine Beziehung zwischen einer Länge des Halbschnitts und einer Auftrittshäufigkeit einer gekröpften Form veranschaulicht.
10(a) ist eine Draufsicht, die ein drittes Beispiel für die vordere Fläche des Substrats veranschaulicht, auf der der Halbschnitt ausgebildet ist. 10(b) ist eine Draufsicht, die ein viertes Beispiel für die vordere Fläche des Substrats veranschaulicht, auf der der Halbschnitt ausgebildet ist.
11(a) ist eine photographische Ansicht, die die vordere Fläche des Substrats, auf der der Halbschnitt ausgebildet ist, vergrößert veranschaulicht. 11(b) ist eine weitere Draufsicht, die die vordere Fläche des Substrats, auf der der Halbschnitt ausgebildet ist, vergrößert veranschaulicht.
12 ist eine schematische graphische Darstellung, die eine Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform veranschaulicht.
13 ist ein Ablaufplan, der ein Laserbearbeitungsverfahren gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
14 ist ein Ablaufplan, der eine Verarbeitung eines Festlegens einer Bezugslinie in dem Laserbearbeitungsverfahren gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
15(a) ist eine Draufsicht, die ein Beispiel für die Kandidatenlinie und die Bezugslinie veranschaulicht, die durch die Verarbeitung von 14 festgelegt worden sind. 15(b) ist ein Schaubild zum Erläutern der Bezugslinie bei der Verarbeitung von 14.
16 ist eine Draufsicht, die ein Beispiel für die vordere Fläche des Substrats veranschaulicht, auf der ein Markieren durchgeführt wird.
17 ist eine Draufsicht, die ein Beispiel für die Schneidlinie, die in einem Streckenbereich festgelegt ist, vergrößert veranschaulicht.
18 ist ein Ablaufplan, der eine Verarbeitung eines Festlegens der Bezugslinie in einem Laserbearbeitungsverfahren gemäß einer ersten Ausführungsform veranschaulicht.
19(a) ist eine Draufsicht, die ein Beispiel für die Kandidatenlinie und die Bezugslinie veranschaulicht, die durch die Verarbeitung von 18 festgelegt worden sind. 19(b) ist ein Schaubild zum Erläutern der Bezugslinie bei der Verarbeitung von 18.
20 ist ein Ablaufplan, der eine Verarbeitung eines Festlegens der Bezugslinie in einem Laserbearbeitungsverfahren gemäß einer dritten Ausführungsform veranschaulicht.
21(a) ist ein Schaubild, das ein Beispiel für ein Bearbeitungsergebnis des Laserbearbeitungsverfahrens gemäß der dritten Ausführungsform veranschaulicht. 21(b) ist ein Schaubild, das ein weiteres Beispiel für das Bearbeitungsergebnis des Laserbearbeitungsverfahrens gemäß der dritten Ausführungsform veranschaulicht.

Beschreibung von Ausführungsformen
Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf Zeichnungen ausführlich erläutert. In den Zeichnungen werden dieselben oder gleichwertige Teile durch dieselben Bezugszeichen ohne überflüssige Beschreibung gekennzeichnet.
Laserbearbeitungsvorrichtungen und Laserbearbeitungsverfahren gemäß den Ausführungsformen konvergieren das Laserlicht auf das zu bearbeitende Objekt, wodurch sie einen modifizierten Bereich auf dem zu bearbeitenden Objekt entlang einer Bearbeitungslinie (die eine Kandidatenlinie, eine Bezugslinie und ein Schneidlinie beinhaltet) ausbildet. Daher wird das Ausbilden des modifizierten Bereichs zuerst unter Bezugnahme auf 1 bis 6 beschrieben.
Wie in 1 veranschaulicht, beinhaltet eine Laserbearbeitungsvorrichtung 100 ein Laserlichtquelle 101, um zu bewirken, dass ein Laserlicht L pulsierend oszilliert, einen dichroitischen Spiegel 103, der so angeordnet ist, dass er eine Richtung der optischen Achse (des optischen Pfades) des Laserlichts L um 90 ° ändert, und eine konvergierende Linse 105 zum Konvergieren des Laserlichts L. Die Laserbearbeitungsvorrichtung 100 beinhaltet des Weiteren einen Auflagetisch 107 zum Tragen eines zu bearbeitenden Objekts 1, das mit dem Laserlicht L bestrahlt wird, das durch die konvergierende Linse 105 konvergiert wird, einen Tisch 111 zum Bewegen des Auflagetisches 107, eine Laserlichtquellen-Steuereinheit 102 zum Einstellen der Laserlichtquelle 101, um die Abgabe, die Impulsbreite, die Impulswellenform und dergleichen des Laserlichts L anzupassen, und eine Tischsteuereinheit 115 zum Einstellen der Bewegung des Tisches 111.
In der Laserbearbeitungsvorrichtung 100 ändert das Laserlicht L, das von der Laserlichtquelle 101 emittiert wird, mit dem dichroitischen Spiegel 103 die Richtung seiner optischen Achse um 90 ° und wird dann durch die konvergierende Linse 105 in das Innere des zu bearbeitenden Objekts 1 konvergiert, das auf dem Auflagetisch 107 angebracht ist. Gleichzeitig wird der Tisch 111 so bewegt, dass sich das zu bearbeitende Objekt 1 im Hinblick auf das Laserlicht L entlang einer Bearbeitungslinie 5 bewegt. Dementsprechend wird der modifizierte Bereich entlang der Bearbeitungslinie 5 in dem zu bearbeitenden Objekt 1 ausgebildet. Während hier der Tisch 111 bewegt wird, um das Laserlicht L relativ zu bewegen, kann stattdessen oder zusammen damit die konvergierende Linse 105 bewegt werden.
Als zu bearbeitendes Objekt 1 wird ein ebenes Element (z. B. ein Substrat oder ein Wafer) eingesetzt, wobei zu Beispielen davon Halbleitersubstrate, die aus Halbleitermaterialien ausgebildet sind, und piezoelektrische Substrate zählen, die aus piezoelektrischen Materialien ausgebildet sind. Wie in 2 veranschaulicht, wird die Schneidlinie zum Schneiden des zu bearbeitenden Objekts 1 als Bearbeitungslinie 5 für das zu bearbeitende Objekt 1 festgelegt. Bei der Bearbeitungslinie 5 handelt es sich um eine sich gerade erstreckende, virtuelle Linie. In einem Fall, in dem der modifizierte Bereich im Inneren des zu bearbeitenden Objekts 1 ausgebildet wird, wird das Laserlicht L relativ entlang der Bearbeitungslinie 5 (das heißt, in der Richtung eines Pfeils A in 2) bewegt, während sich ein Konvergenzpunkt (eine Konvergenzposition) P im Inneren des zu bearbeitenden Objekts 1 befindet, wie in 3 veranschaulicht. Dementsprechend wird, wie in 4, 5 und 6 veranschaulicht, ein modifizierter Bereich 7 in dem zu bearbeitenden Objekt 1 entlang der Bearbeitungslinie 5 ausgebildet. In einem Fall, in dem die Bearbeitungslinie 5 die Schneidlinie ist, handelt es sich bei dem modifizierten Bereich 7, der entlang der Bearbeitungslinie 5 ausgebildet wird, um einen Schneidanfangspunktbereich 8.
Bei einem Konvergenzpunkt P handelt es sich um eine Position, auf die das Laserlicht L konvergiert wird. Die Bearbeitungslinie 5 kann gekrümmt sein, statt gerade zu sein, kann eine dreidimensionale sein, die diese kombiniert, oder kann eine sein, die durch Koordinaten spezifiziert wird. Die Bearbeitungslinie 5 kann eine sein, die tatsächlich auf einer vorderen Fläche 3 des zu bearbeitenden Objekts 1 gezeichnet ist, ohne auf die virtuelle Linie beschränkt zu sein. Der modifizierte Bereich 7 kann zusammenhängend oder mit Unterbrechungen ausgebildet werden. Der modifizierte Bereich 7 kann in Reihen oder Punkten ausgebildet werden und muss lediglich zumindest im Inneren des zu bearbeitenden Objekts 1 ausgebildet werden. Der Riss kann von dem modifizierten Bereich 7 als Anfangspunkt aus ausgebildet werden, und der Riss und der modifizierte Bereich 7 können an einer äußeren Fläche (der vorderen Fläche 3, einer hinteren Fläche 21 oder einer äußeren Umfangsfläche) des zu bearbeitenden Objekts 1 freiliegen. Eine Laserlicht-Eintrittsfläche beim Ausbilden des modifizierten Bereichs 7 ist nicht auf die vordere Fläche 3 des zu bearbeitenden Objekts 1 beschränkt, sondern kann die hintere Fläche 21 des zu bearbeitenden Objekts 1 sein.
Im Übrigen wird in einem Fall, in dem der modifizierte Bereich 7 im Inneren des zu bearbeitenden Objekts 1 ausgebildet wird, das Laserlicht L durch das zu bearbeitende Objekt 1 transmittiert und wird besonders in der Nähe des Konvergenzpunktes P absorbiert, der sich im Inneren des zu bearbeitenden Objekts 1 befindet. Dementsprechend wird der modifizierte Bereich 7 in dem zu bearbeitenden Objekt 1 ausgebildet (das heißt, eine Laserbearbeitung mit interner Absorption). In diesem Fall absorbiert die vordere Fläche 3 des zu bearbeitenden Objekts 1 das Laserlicht L kaum und schmilzt folglich nicht. In einem Fall, in dem der modifizierte Bereich 7 auf der vorderen Fläche 3 des zu bearbeitenden Objekts 1 ausgebildet wird, wird das Laserlicht L demgegenüber besonders in der Nähe des Konvergenzpunktes P absorbiert, der sich auf der vorderen Fläche 3 befindet, und Entfernungsabschnitte wie zum Beispiel Löcher und Nuten werden dadurch ausgebildet (Laserbearbeitung mit Oberflächenabsorption), dass sie von der vorderen Fläche 3 abgeschmolzen und entfernt werden.
Bei dem modifizierten Bereich 7 handelt es sich um einen Bereich, in dem Dichte, Brechungsindex und mechanische Festigkeit und sonstige physikalische Eigenschaften sich von der Umgebung unterscheiden. Zu Beispielen für den modifizierten Bereich 7 zählen geschmolzene, bearbeitete Bereiche (was Bereiche, die wiedererstarrt sind, nachdem sie einmal geschmolzen worden waren, diejenigen in dem geschmolzenen Zustand und/oder diejenigen im Prozess des Wiedererstarrens aus dem geschmolzenen Zustand bedeutet), Rissbereiche, Bereiche mit dielektrischem Durchschlag, Bereiche mit verändertem Brechungsindex und ihre gemischten Bereiche. Zu sonstigen Beispielen für den modifizierten Bereich 7 zählen Bereiche, in denen sich die Dichte des modifizierten Bereichs 7 gegenüber derjenigen eines nicht modifizierten Bereichs verändert hat, und Bereiche, die mit einem Gitterfehler in einem Material des zu bearbeitenden Objekts 1 (die insgesamt auch als Bereiche mit hoher Versetzungsdichte bezeichnet werden können) ausgebildet sind.
Die geschmolzenen, bearbeiteten Bereiche, die Bereiche mit verändertem Brechungsindex, die Bereiche, in denen der modifizierte Bereich 7 eine andere Dichte als diejenige des nicht modifizierten Bereichs aufweist, und Bereiche, die mit einem Gitterfehler ausgebildet sind, können ferner einen Riss (Schnitt oder Mikroriss) darin oder an einer Grenzfläche zwischen dem modifizierten Bereich 7 und dem nicht modifizierten Bereich enthalten. Der enthaltene Riss kann über die gesamte Fläche des modifizierten Bereichs 7 oder nur in einem Teil oder in einer Mehrzahl von Teilen davon ausgebildet sein. Das zu bearbeitende Objekt 1 beinhaltet ein Substrat, das aus einem kristallinen Material mit einer Kristallstruktur hergestellt ist. Beispielsweise beinhaltet das zu bearbeitende Objekt 1 ein Substrat, das aus Galliumnitrid (GaN), Silicium (Si), Siliciumcarbid (SiC), LiTaO₃ und/oder Saphir (Al₂O₃) ausgebildet ist. Mit anderen Worten, das zu bearbeitende Objekt 1 beinhaltet zum Beispiel ein Galliumnitridsubstrat, ein Siliciumsubstrat, ein SiC-Substrat, ein LiTaO₃-Substrat oder ein Saphirsubstrat. Bei dem kristallinen Material kann es sich entweder um einen anisotropen Kristall oder um einen isotropen Kristall handeln.
Bei der Ausführungsform kann der modifizierte Bereich 7 durch Ausbilden einer Mehrzahl von modifizierten Stellen (Bearbeitungsmarken) entlang der Bearbeitungslinie 5 ausgebildet werden. In diesem Fall bildet die Mehrzahl von modifizierten Stellen gemeinsam den modifizierten Bereich 7. Bei der modifizierten Stelle handelt es sich um einen modifizierten Abschnitt, der durch einen Schuss eines Impulses eines gepulsten Laserlichts L (das heißt, einen Impuls einer Laserbestrahlung; einen Laserschuss) ausgebildet wird. Zu Beispielen für die modifizierten Stellen zählen Rissstellen, geschmolzene, bearbeitete Stellen, Stellen mit verändertem Brechungsindex und diejenigen, in denen zumindest eines von diesen gemischt ist. Was die modifizierten Stellen betrifft, so können ihre Größen und Längen von Rissen, die von diesen aus auftreten, nach Bedarf in Anbetracht der erforderlichen Schneidgenauigkeit, der geforderten Ebenheit von Schnittflächen, der Dicke, der Art und der Kristallorientierung des zu bearbeitenden Objekts 1 und dergleichen gesteuert werden. Darüber hinaus kann die modifizierte Stelle bei der vorliegenden Ausführungsform als modifizierter Bereich 7 entlang der Bearbeitungslinie 5 ausgebildet werden.
Bei der Ausführungsform wird der modifizierte Bereich 7 entlang der Kandidatenlinie im Inneren des zu bearbeitenden Objekts 1 ausgebildet, und ein Riss (der im Folgenden als „Halbschnitt“ bezeichnet wird), der die vordere Fläche 3 oder die hintere Fläche 21 von dem modifizierten Bereich 7 aus erreicht, wird entlang der Kandidatenlinie ausgebildet. Auf Grundlage eines Zustands des Halbschnitts wird die Kristallorientierung des zu bearbeitenden Objekts 1 identifiziert, und die Bezugslinie wird festgelegt, bei der es sich um eine Linie handelt, die die Kristallorientierung angibt. Ein Grundsatz eines Identifizierens der Kristallorientierung des zu bearbeitenden Objekts 1 und eines Festlegens der Bezugslinie wird im Folgenden beschrieben.
Wie in 7 veranschaulicht, wird eine Kandidatenlinie 5A für das zu bearbeitende Objekt 1 festgelegt, das ein Substrat 12 aus dem kristallinen Material beinhaltet. Der Konvergenzpunkt P wird mit dem Inneren des zu bearbeitenden Objekts 1 ausgerichtet, und das Laserlicht L wird entlang der Kandidatenlinie 5A auf eine vordere Fläche 12a des Substrats 12 als Laserlicht-Eintrittsfläche emittiert. Dementsprechend werden eine oder mehrere Reihen (zwei Reihen in dem veranschaulichten Beispiel) von modifizierten Bereichen 7 im Inneren des Substrats 12 in der Dickenrichtung entlang der Kandidatenlinie 5A ausgebildet. Gleichzeitig wird der Halbschnitt, bei dem es sich um einen Oberflächenriss handelt, der sich von dem modifizierten Bereich 7 zu der vorderen Fläche 12a erstreckt, entlang der Kandidatenlinie 5A erzeugt. Im Übrigen handelt es sich bei der veranschaulichten Richtung Z um eine Richtung, die der Dickenrichtung des zu bearbeitenden Objekts 1 entspricht, bei der Richtung X handelt es sich um eine Richtung senkrecht zu der Richtung Z, und bei der Richtung Y handelt es sich um eine Richtung orthogonal sowohl zu der Richtung Z als auch zu der Richtung Y (dasselbe gilt im Folgenden).
8(a) und 8(b) sind Schaubilder, die jeweils ein Beispiel für einen Halbschnitt Hc von der vorderen Fläche 12a aus gesehen veranschaulichen. Das Beispiel von 8(b) veranschaulicht einen Fall, in dem eine Winkelabweichung Δθ, bei der es sich um einen Winkel handelt, in dem eine Erstreckungsrichtung der Kandidatenlinie 5A im Hinblick auf eine Richtung einer Kristallorientierung K des Substrats 12 abweicht, größer als der Winkel des Beispiels von 8(a) ist. Beispielsweise handelt es sich in einem Fall, in dem das Substrat 12 ein SiC-Substrat ist, bei der Kristallorientierung K um die Kristallorientierung K seiner m-Ebene.
Wie in 8(a) und 8(b) veranschaulicht, wird der Halbschnitt Hc durch regelmäßig wiederholte Formen gebildet, die sich jeweils in der Umfangsrichtung in einer Umlenkrichtung erstrecken, die die Erstreckungsrichtung der Kandidatenlinie 5A von der vorderen Fläche 12a aus gesehen kreuzt. Der Halbschnitt Hc weist eine Form auf, bei der eine gekröpfte Form, bei der es sich um eine Form einer Umlenkung, das heißt, eine Sägezahnform handelt, die sich so erstreckt, dass sie im Hinblick auf die Kandidatenlinie 5A geneigt ist, und sich anschließend in eine Richtung biegt, die die Kandidatenlinie 5A kreuzt, regelmäßig wiederholt wird.
Es ist festgestellt worden, dass in einem Fall, in dem die Winkelabweichung Δθ groß ist, ein Grad der Umlenkung des Halbschnitts Hc kleiner als in einem Fall ist, in dem die Winkelabweichung Δθ klein ist. Der Grad der Umlenkung ist ein Indexwert, der ein Ausmaß der Umlenkung darstellt. Der Grad der Umlenkung beinhaltet zum Beispiel eine Periode der Umlenkung, eine Häufigkeit der Umlenkung und einen Betrag der Umlenkung. Im Besonderen beinhaltet der Grad der Umlenkung eine Kröpfperiode (eine Periode der Umlenkung), bei der es sich um eine Länge (Spanne) in einer Richtung entlang der Kandidatenlinie 5A in einer gekröpften Form handelt, und eine Auftrittshäufigkeit (eine Häufigkeit der Umlenkung) der gekröpften Form je vorgegebener Länge des Halbschnitts Hc.
In einem Fall, in dem die Winkelabweichung Δθ groß ist, ist die Kröpfperiode kleiner und ist die Auftrittshäufigkeit der gekröpften Form je vorgegebener Länge des Halbschnitts Hc höher als in einem Fall, in dem die Winkelabweichung Δθ klein ist. Dementsprechend wird festgestellt, dass ein Grad zwischen einer Größe der Winkelabweichung Δθ und dem Halbschnitt Hc eine gewisse Korrelation aufweist. Im Besonderen wird festgestellt, dass, je kleiner die Winkelabweichung Δθ ist (je näher die Erstreckungsrichtung der Kandidatenlinie 5A der Kristallorientierung K ist), die Kröpfperiode umso größer ist und die Auftrittshäufigkeit der gekröpften Form umso geringer ist.
9(a) ist ein Schaubild, das ein Beispiel für eine Beziehung zwischen einem Winkel, der durch die Kandidatenlinie 5A im Hinblick auf die Kristallorientierung K ausgebildet wird, und der Kröpfperiode veranschaulicht, bei der es sich um den Grad der Umlenkung des Halbschnitts Hc handelt. 9(b) ist ein Schaubild, das ein Beispiel für eine Beziehung zwischen einer Koordinate der Kandidatenlinie 5A und der Auftrittshäufigkeit der gekröpften Form veranschaulicht, bei der es sich um den Grad der Umlenkung des Halbschnitts Hc handelt. Ein Abstand zwischen Koordinaten, der einer Differenz zwischen den Auftrittshäufigkeiten der gekröpften Form entspricht, entspricht der Länge zwischen den Kröpfungen, das heißt, der Kröpfperiode. In der Figur handelt es sich bei dem Winkel, der durch die Kandidatenlinie 5A im Hinblick auf die Kristallorientierung K ausgebildet wird (im Folgenden einfach als „Winkel der Kandidatenlinie 5A“ bezeichnet), um den Winkel, wenn ein Winkel einer Standardbearbeitungslinie, der als Standardeinstellung bestimmt wird, 0 ° beträgt. Bei der Standardbearbeitungslinie handelt es sich zum Beispiel um eine Linie parallel zu einer Orientierungsfläche des zu bearbeitenden Objekts 1. Die Kröpfperiode ist hier ein Mittelwert einer vorgegebenen Anzahl von Kröpfperioden. Die Kröpfperiode wird als relativer Wert auf Grundlage einer bestimmten Kröpfperiode als Bezug dargestellt.
Wie in 9(a) veranschaulicht, ändert sich die Kröpfperiode durch Ändern des Winkels der Kandidatenlinie 5A. Dementsprechend wird angesichts der obigen Feststellung, dass die Winkelabweichung Δθ abnimmt, wenn die Kröpfperiode größer ist und sich die Richtung der Bearbeitungslinie 5 der Richtung der Kristallorientierung K annähert, ersichtlich, dass die Kristallorientierung K aus der Kandidatenlinie 5A gewonnen werden kann, die eine große Kröpfperiode aufweist. In dem veranschaulichten Beispiel sind der Winkel der Kandidatenlinie 5A und die Kröpfperiode umgekehrt proportional zueinander. Ein optimaler Winkel der Kandidatenlinie 5A beträgt -0,05 °, und in diesem Fall kann eine Richtung, die gegenüber einer Richtung der Standardbearbeitungslinie um -0,05 ° gedreht ist, als Kristallorientierung K identifiziert werden, und die Kandidatenlinie 5A, die gegenüber der Standardbearbeitungslinie um -0,05 ° gedreht ist, kann als Bezugslinie 5B festgelegt werden.
Wie in 9(b) veranschaulicht, ist, je höher die Winkelabweichung Δθ ist, die Auftrittshäufigkeit der gekröpften Form je vorgegebener Länge des Halbschnitts Hc umso höher (ist die Kröpfperiode umso kürzer). Dementsprechend wird ersichtlich, dass die Kristallorientierung K aus der Kandidatenlinie 5A gewonnen werden kann, die eine geringe Auftrittshäufigkeit der gekröpften Form aufweist.
10(a) und 10(b) sind Ansichten, die jeweils ein weiteres Beispiel für den Halbschnitt Hc von der vorderen Fläche 12a aus gesehen veranschaulichen. In dem Beispiel von 10(a) und dem Beispiel von 10(b) unterscheiden sich Richtungen der Winkelabweichung Δθ im Hinblick auf die Kandidatenlinie 5A voneinander. In einem Fall, in dem sie durch die Kandidatenlinie 5A in eine Seite und die andere Seite unterteilt wird, ist, wenn die gekröpfte Form des Halbschnitts Hc eine Form aufweist, die sich so erstreckt, dass sie zu einer Seite der Kandidatenlinie 5A geneigt ist, wie in 10(a) veranschaulicht, die Richtung der Kristallorientierung K im Hinblick auf die Kandidatenlinie 5A zu der einen Seite geneigt. Wenn die gekröpfte Form des Halbschnitts Hc eine Form aufweist, die sich so erstreckt, dass sie zu der anderen Seite der Kandidatenlinie 5A geneigt ist, wie in 10(b) veranschaulicht, ist die Richtung der Kristallorientierung K im Hinblick auf die Kandidatenlinie 5A zu der anderen Seite geneigt.
11(a) und 11(b) sind photographische Ansichten, die jeweils ein Beispiel für den Halbschnitt Hc von der vorderen Fläche 12a aus gesehen vergrößert veranschaulichen. In dem Beispiel in der Figur ist das Substrat 12 ein SiC-Substrat, und es wird ein im Folgenden beschriebener Streckenbereich 17 veranschaulicht. Die Kandidatenlinie 5A wird auf dem Streckenbereich 17 parallel zu einer Erstreckungsrichtung des Streckenbereichs 17 festgelegt. Der in 11(a) veranschaulichte Halbschnitt Hc weist eine Form auf, in der sich die gekröpfte Form im Hinblick auf die Kandidatenlinie 5A aufwärts erstreckt. In diesem Fall weist die Richtung der Kristallorientierung K eine Winkelabweichung Δθ gegen den Uhrzeigersinn im Hinblick auf die Kandidatenlinie 5A von der vorderen Fläche 12a aus gesehen auf. Der in 11(b) veranschaulichte Halbschnitt Hc weist eine Form auf, in der sich die gekröpfte Form im Hinblick auf die Kandidatenlinie 5A abwärts erstreckt. In diesem Fall weist die Richtung der Kristallorientierung K eine Winkelabweichung Δθ im Uhrzeigersinn im Hinblick auf die Kandidatenlinie 5A von der vorderen Fläche 12a aus gesehen auf.
Wie oben beschrieben, kann bei der Ausführungsform eine Richtung der Kandidatenlinie 5A als Kristallorientierung K identifiziert werden, in der die Kandidatenlinie aus einer Mehrzahl der Kandidatenlinien 5A den geringsten Grad der Umlenkung des Halbschnitts Hc (zum Beispiel die größte Kröpfperiode oder die geringste Auftrittshäufigkeit der gekröpften Form) aufweist. Die Kandidatenlinie 5A kann als Bezugslinie 5B festgelegt werden, die die Richtung der Kristallorientierung K angibt.
Es wird eine Suche nach der Kandidatenlinie 5A durchgeführt, bei der der Grad der Umlenkung des Halbschnitts Hc in einen vorgegebenen Bereich fällt (bei der zum Beispiel die Kröpfperiode gleich wie oder größer als ein Schwellenwert ist oder die Auftrittshäufigkeit der gekröpften Form gleich wie oder geringer als ein bestimmter Wert ist). Die Richtung der gefundenen Kandidatenlinie 5A kann als Kristallorientierung K identifiziert werden. Die Kandidatenlinie 5A kann als Bezugslinie 5B festgelegt werden. Eine Richtung eines Winkels der Kristallorientierung K im Hinblick auf die Kandidatenlinie 5A kann aus einer Richtung der Umlenkung des Halbschnitts Hc (einer Neigungsrichtung der gekröpften Form im Hinblick auf die Kandidatenlinie 5A) identifiziert werden. Mit anderen Worten, auf der Grundlage, ob sich der Halbschnitt Hc im Hinblick auf die Kandidatenlinie 5A aufwärts oder abwärts erstreckt, kann erkannt werden, ob die Winkelabweichung Δθ der Kristallorientierung K im Hinblick auf die Kandidatenlinie 5A in die positive Richtung oder in die negative Richtung verläuft.
Als Nächstes wird eine Laserbearbeitungsvorrichtung einer ersten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die schematische graphische Darstellung von 12 beschrieben.
Eine Laserbearbeitungsvorrichtung 300 konvergiert das Laserlicht L so auf das zu bearbeitende Objekt 1, dass der modifizierte Bereich 7 in dem zu bearbeitenden Objekt 1 entlang der Bearbeitungslinie 5 (die die Kandidatenlinie 5A, die Bezugslinie 5B und die Schneidlinie 5C beinhaltet) ausgebildet wird. Darüber hinaus konvergiert die Laserbearbeitungsvorrichtung 300 das Laserlicht L auf die vordere Fläche 12A des Substrats 12 in dem zu bearbeitenden Objekt 1 so, dass ein Markieren zum Ausbilden von Markierungen M durchgeführt wird, bei denen es sich um eine Mehrzahl von Buchtungsmarken entlang der Bearbeitungslinie 5 handelt (siehe 16). Die Mehrzahl von Markierungen M entlang der Bearbeitungslinie 5 ist nebeneinander entlang der Bearbeitungslinie 5 in Abständen angeordnet, die zum Beispiel einem Impulsabstand (relative Geschwindigkeit des Impulslaserlichts zu dem zu bearbeitenden Objekt 1/Wiederholungsperiode des Impulslaserlichts) entsprechen. Bei der Mehrzahl von Markierungen M handelt es sich um eine Bezugsmarke, die die Kristallorientierung K angibt. Die Markierungen M werden hier durch eine modifizierte Stelle (einen modifizierten Bereich 7) gebildet, die so ausgebildet wird, dass sie auf der vorderen Fläche 12a freiliegt.
Die Laserbearbeitungsvorrichtung 300 beinhaltet eine Laserlichtquelle 202, ein konvergierendes optisches System 204 und eine Flächenbeobachtungseinheit (Bildgebungseinheit) 211. Die Laserlichtquelle 202, das konvergierende optische System 204 und die Flächenbeobachtungseinheit 211 werden in einem Gehäuse 231 bereitgestellt. Die Laserlichtquelle 202 emittiert das Laserlicht L, das eine Wellenlänge aufweist, die durch das zu bearbeitende Objekt 1 transmittiert wird. Die Wellenlänge beträgt zum Beispiel 532 nm bis 1.500 nm. Die Laserlichtquelle 202 ist zum Beispiel ein Faserlaser oder ein Festkörperlaser. Das konvergierende optische System 204 konvergiert das von der Laserlichtquelle 202 emittierte Laserlicht L in das Innere des zu bearbeitenden Objekts 1. Das konvergierende optische System 204 beinhaltet eine Mehrzahl von Linsen. Das konvergierende optische System 204 ist auf einer Bodenplatte 233 des Gehäuses 231 über einer Ansteuerungseinheit 232 montiert, die eine piezoelektrische Vorrichtung und dergleichen beinhaltet.
In der Laserbearbeitungsvorrichtung 300 wird das Laserlicht L, das von der Laserlichtquelle 202 emittiert wird, nacheinander so durch die dichroitischen Spiegel 210 und 238 transmittiert, dass es in das konvergierende optische System 204 einfällt, und wird durch das konvergierende optische System 204 in das zu bearbeitende Objekt 1 konvergiert, das auf dem Auflagetisch 107 auf dem Tisch 111 angebracht ist.
Die Flächenbeobachtungseinheit 211 beobachtet die Laserlicht-Eintrittsfläche des zu bearbeitenden Objekts 1. Die Flächenbeobachtungseinheit 211 bildet die vordere Fläche 12a des Substrats 12 in dem zu bearbeitenden Objekt 1 ab, das durch den Auflagetisch 107 getragen wird. Die Flächenbeobachtungseinheit 211 beinhaltet eine Beobachtungslichtquelle 211a und einen Detektor 211b. Die Beobachtungslichtquelle 211a emittiert das sichtbare Licht VL1. Die Beobachtungslichtquelle 211a unterliegt keiner besonderen Beschränkung, und es kann eine bekannte Lichtquelle verwendet werden.
Der Detektor 211b erfasst ein reflektiertes Licht VL2 des sichtbaren Lichts VL1, das durch die Laserlicht-Eintrittsfläche des zu bearbeitenden Objekts 1 reflektiert wird, um ein Bild der vorderen Fläche 12a (im Folgenden einfach als „Oberflächenbild“ bezeichnet) zu erfassen. Der Detektor 211b erfasst ein Oberflächenbild, das den Halbschnitt Hc beinhaltet. Darüber hinaus erfasst der Detektor 211b ein Oberflächenbild, das die Mehrzahl von Markierungen M beinhaltet. Der Detektor 211b unterliegt keiner besonderen Beschränkung, und es kann eine bekannte Bildgebungsvorrichtung wie zum Beispiel eine Kamera verwendet werden.
In der Flächenbeobachtungseinheit 211 wird das sichtbare Licht VL1, das von der Beobachtungslichtquelle 211a emittiert wird, durch einen Spiegel 208 und dichroitische Spiegel 209, 210 und 238 so reflektiert oder transmittiert, dass es durch das konvergierende optische System 204 auf das zu bearbeitende Objekt 1 konvergiert wird. Das reflektierte Licht VL2, das durch die Laserlicht-Eintrittsfläche des zu bearbeitenden Objekts 1 reflektiert wird, wird durch das konvergierende optische System 204 so konvergiert, dass es durch die dichroitischen Spiegel 238 und 210 transmittiert oder reflektiert wird, und wird anschließend so durch den dichroitischen Spiegel 209 transmittiert, dass es durch den Detektor 211b empfangen wird.
Die Laserbearbeitungsvorrichtung 300 beinhaltet eine Anzeigeeinheit 240 zum Anzeigen des Oberflächenbildes, das durch die Flächenbeobachtungseinheit 211 erfasst worden ist, und eine Steuereinheit 250 zum Steuern der Laserbearbeitungsvorrichtung 300. Als Anzeigeeinheit 240 kann ein Bildschirm oder dergleichen verwendet werden.
Die Steuereinheit 250 beinhaltet zum Beispiel eine CPU, einen ROM, einen RAM und dergleichen. Die Steuereinheit 250 steuert die Laserlichtquelle 202 so, dass die Abgabe, die Impulsbreite und dergleichen des Laserlichts L, das von der Laserlichtquelle 202 emittiert wird, angepasst werden. Beim Ausbilden des modifizierten Bereichs 7 steuert die Steuereinheit 250 das Gehäuse 231, eine Position des Tisches 111 (des Auflagetisches 107) und/oder ein Ansteuern der Ansteuerungseinheit 232, um den Konvergenzpunkt P des Laserlichts L auf der vorderen Fläche 3 (der vorderen Fläche 12a) des zu bearbeitenden Objekts 1 oder an einer Position innerhalb des vorgegebenen Abstands von der vorderen Fläche 3 (oder der hinteren Fläche 21) zu positionieren. Beim Ausbilden des modifizierten Bereichs 7 steuert die Steuereinheit 250 das Gehäuse 231, die Position des Tisches 111 und/oder das Ansteuern der Ansteuerungseinheit 232 so, dass der Konvergenzpunkt P relativ entlang der Bearbeitungslinie 5 bewegt wird.
Die Steuereinheit 250 legt die Mehrzahl von Kandidatenlinien 5A, die sich in voneinander verschiedenen Richtungen erstrecken, für das zu bearbeitende Objekt 1 fest. Die Steuereinheit 250 steuert einen Betrieb des Tisches 111 (des Auflagetisches 107), der Laserlichtquelle 202 und/oder der Ansteuerungseinheit 232 (das konvergierenden optischen Systems 204) so, dass der modifizierte Bereich 7 im Inneren des Substrats 12 ausgebildet wird und der Halbschnitt Hc entlang jeder der Mehrzahl von Kandidatenlinien 5A ausgebildet wird.
Die Steuereinheit 250 steuert einen Betrieb der Flächenbeobachtungseinheit 211 zum Abbilden des Oberflächenbildes. Die Steuereinheit 250 bestimmt die Bezugslinie 5B auf Grundlage des Oberflächenbildes, das durch die Flächenbeobachtungseinheit 211 erfasst worden ist, und legt die Bezugslinie 5B für das zu bearbeitende Objekt 1 fest. Im Besonderen wird eine Bilderkennungsbearbeitung an einer Mehrzahl der Oberflächenbilder durchgeführt, die den Halbschnitt Hc beinhalten, und die Kandidatenlinie 5A aus einer vorgegebenen Anzahl von Kandidatenlinien 5A, die den kleinsten Grad der Umlenkung des Halbschnitts Hc aufweist, wird für das zu bearbeitende Objekt 1 als Bezugslinie 5B festgelegt, die die Kristallorientierung K des Substrats 12 angibt. Hier wird die Kröpfperiode jedes einer Mehrzahl der Halbschnitte Hc aus den Oberflächenbildern erkannt, und die Kandidatenlinie 5A, die dem Halbschnitt Hc entspricht, der die größte Kröpfperiode aufweist, wird als Bezugslinie 5B festgelegt. Die Bilderkennungsbearbeitung, die durch die Steuereinheit 250 durchgeführt wird, unterliegt keiner besonderen Beschränkung, und es kann eine allgemein bekannte Bilderkennungsbearbeitung wie zum Beispiel eine Mustererkennung oder dergleichen gewählt werden.
Die Steuereinheit 250 steuert einen Betrieb des Tisches 111, der Laserlichtquelle 202 und/oder der Ansteuerungseinheit 232 so, dass die Mehrzahl von Markierungen M (siehe 16) auf dem zu bearbeitenden Objekt 1 entlang der Bezugslinie 5B ausgebildet wird.
Die Steuereinheit 250 führt eine Bilderkennungsbearbeitung an dem Oberflächenbild durch, das die Mehrzahl von Markierungen M beinhaltet, und erkennt eine Anordnungsrichtung der Markierungen M. Die Steuereinheit 250 identifiziert die Kristallorientierung K auf Grundlage der Anordnungsrichtung der erkannten Markierungen M und richtet die Schneidlinie 5C aus. Beispielsweise legt die Steuereinheit 250 die Schneidlinie 5C so fest oder ändert die vorhandene Schneidlinie 5C so, dass die Schneidlinie 5C parallel zu der Anordnungsrichtung der Markierungen M (parallel zu der Kristallorientierung K) verläuft.
Die Steuereinheit 250 legt die Schneidlinie 5C fest, die durch den im Folgenden beschriebenen Streckenbereich 17 des zu bearbeitenden Objekts 1 verläuft. In einem Fall, in dem die Erstreckungsrichtung des Streckenbereichs 17 nicht mit der Kristallorientierung K übereinstimmt, legt die Steuereinheit 250 für das zu bearbeitende Objekt 1 die Schneidlinie 5C parallel zu der Kristallorientierung K und im Hinblick auf die Erstreckungsrichtung des Streckenbereichs 17 geneigt fest.
Als Nächstes wird ein Laserbearbeitungsverfahren, das in der Laserbearbeitungsvorrichtung 300 durchgeführt wird, unter Bezugnahme auf die Ablaufpläne von 13 und 14 beschrieben.
Das Laserbearbeitungsverfahren der vorliegenden Ausführungsform wird zum Beispiel bei einem Fertigungsverfahren zum Fertigen eines Halbleiter-Chips wie zum Beispiel einer Licht emittierenden Diode verwendet. In einem Verfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform zum Schneiden eines zu bearbeitenden Objekts wird zuerst das zu bearbeitende Objekt 1 vorbereitet. Wie in 15(a) veranschaulicht, ist das zu bearbeitende Objekt 1 ein blanker Wafer und beinhaltet das Substrat 12. Auf dem Substrat 12 wird eine Orientierungsfläche OF bereitgestellt. Das Substrat 12 beinhaltet einen unwirksamen Bereich 16x, der an einem äußeren Randabschnitt auf der vorderen Fläche 12a bereitgestellt wird, und einen wirksamen Bereich 16y, der innerhalb des unwirksamen Bereichs 16x bereitgestellt wird. Bei dem wirksamen Bereich 16y handelt es sich um einen Bereich, in dem eine im Folgenden beschriebene Funktionsvorrichtungsschicht 15 bereitgestellt wird. Bei dem unwirksamen Bereich 16y handelt es sich um einen Bereich, in dem die Funktionsvorrichtungsschicht 15 nicht bereitgestellt wird.
Anschließend wird die Bezugslinie 5B für das zu bearbeitende Objekt 1 festgelegt (S10). Im Besonderen wird zuerst das Substrat 12 auf dem Auflagetisch 107 des Tisches 111 angebracht. Die Steuereinheit 250 legt die Kandidatenlinie 5A parallel zu der Orientierungsfläche OF (oder in einem Bezugswinkel in der Richtung θ geneigt) als Standardbearbeitungslinie fest (S11). Die Steuereinheit 250 ändert den Winkel der Kandidatenlinie 5A in der Richtung θ so, dass der Winkel der Kandidatenlinie 5A um einen spezifizierten Winkel in der Richtung θ im Hinblick auf die Standardbearbeitungslinie abweicht (S12). Bei der Richtung θ handelt es sich um eine Drehrichtung mit der Richtung Z als axialer Richtung. Der Bezugswinkel und der spezifizierte Winkel sind vorgegebene Winkel, die im Voraus festgelegt werden und keiner besonderen Beschränkung unterliegen und zum Beispiel aus der Spezifikation oder dem Zustand des Substrats 12 gewonnen werden können.
Anschließend wird das Laserlicht L einmal oder mehrmals entlang der Kandidatenlinie 5A in dem unwirksamen Bereich 16x abgetastet, während es in das Innere des Substrats 12 konvergiert wird, und es werden eine oder mehrere Reihen des modifizierten Bereichs 7 im Inneren des Substrats 12 in dem unwirksamen Bereich 16x ausgebildet. Dementsprechend wird der Halbschnitt Hc, der die vordere Fläche 12a des Substrats 12 in dem unwirksamen Bereich 16x erreicht, entlang der Kandidatenlinie 5A ausgebildet (S13). Beim mehrmaligen Abtasten des Laserlichts L wird ein Abtasten des Laserlichts L in derselben Richtung (eine sogenannte Einrichtungsbearbeitung) mehrmals wiederholt. Anschließend wird das Oberflächenbild, das den Halbschnitt Hc beinhaltet, durch die Flächenbeobachtungseinheit 211 abgebildet und in einer Speichereinheit (ROM oder RAM) der Steuereinheit 250 gespeichert. Bei dem mehrmaligen Abtasten des Laserlichts L kann das Laserlicht L entlang der Kandidatenlinie 5A hin- und hergehend abgetastet werden (eine sogenannte hin- und hergehende Bearbeitung).
Anschließend wird die Laserbearbeitung gemäß S12 und S13 wiederholt durchgeführt, bis die Häufigkeit der Bearbeitung eine vorgegebene, im Voraus festgelegte Häufigkeit (hier fünfmal) erreicht (S14). In S12, der mehrmals wiederholt wird, wird der Winkel so geändert, dass der Winkel der Kandidatenlinie 5A in der Richtung θ nicht identisch wird, und als Ergebnis wird die vorgegebene Anzahl von Kandidatenlinien 5A festgelegt, die sich in verschiedenen vorgegebenen Richtungen erstrecken.
Anschließend führt die Steuereinheit 250 eine Bilderkennungsbearbeitung an der Mehrzahl gespeicherter Oberflächenbilder durch und erkennt und bewertet einen Zustand jedes der Mehrzahl von Halbschnitten Hc (S15). Die Steuereinheit 250 wählt den Halbschnitt Hc aus, der aus einer Mehrzahl der erkannten Kröpfperioden die größte Kröpfperiode aufweist. Die Steuereinheit 250 wählt die Kandidatenlinie 5A aus der Mehrzahl von Kandidatenlinien 5A aus, bei der die Kandidatenlinie 5A entlang des Halbschnitts Hc verläuft, der die größte Kröpfperiode aufweist (S16). Anschließend legt die Steuereinheit 250 die ausgewählte Kandidatenlinie 5A als Bezugslinie 5B, die die Kristallorientierung K des Substrats 12 angibt, für das zu bearbeitende Objekt 1 fest (S17). Eine Richtung (eine Kristallorientierung K) der festgelegten Bezugslinie 5B wird in der Speichereinheit der Steuereinheit 250 gespeichert.
Beispielsweise wird in S16, wie in 15(b) veranschaulicht, eine Kandidatenlinie 5G, die die größte Kröpfperiode aufweist, aus den fünf Kandidatenlinien 5A ausgewählt, die in dem unwirksamen Bereich 16x festgelegt sind. In diesem Fall wird in S17 eine Richtung der Kandidatenlinie 5G als Kristallorientierung K bestimmt, und die Bezugslinie 5B parallel zu der Kandidatenlinie 5G wird in dem unwirksamen Bereich 16x festgelegt. Die Richtung der Bezugslinie 5B kann als Winkel (optimaler Winkel) in der Richtung θ aus einer parallelen Richtung der Orientierungsfläche OF dargestellt werden. Bei der Bezugslinie 5B handelt es sich um eine Linie, die sich so erstreckt, dass sie in der Richtung θ um den optimalen Winkel von der parallelen Richtung der Orientierungsfläche OF in dem unwirksamen Bereich 16x abweicht.
Anschließend wird die Mehrzahl von Markierungen M, die entlang der Bezugslinie 5B angeordnet sind, auf der vorderen Fläche 12a des Substrats 12 markiert (S20). In 20 wird das Laserlicht L abgetastet, während es auf die vordere Fläche 12a des Substrats 12 entlang der Bezugslinie 5B in dem unwirksamen Bereich 16x konvergiert wird, und die Mehrzahl von Markierungen M wird entlang der Bezugslinie 5B auf der vorderen Fläche 12a des Substrats 12 in dem unwirksamen Bereich 16x ausgebildet (siehe 16).
Anschließend wird das Substrat 12 von dem Tisch 111 entfernt, und die Funktionsvorrichtungsschicht 15 wird auf der vorderen Fläche 12a des Substrats 12 ausgebildet (S30). Die Funktionsvorrichtungsschicht 15 beinhaltet eine Mehrzahl von Funktionsvorrichtungen 15a (zum Beispiel eine Licht empfangende Vorrichtung wie etwa eine Photodiode, eine Licht emittierende Vorrichtung wie etwa eine Laserdiode oder eine als Schaltung ausgebildete Vorrichtung), die in einer Matrix in dem wirksamen Bereich 16y der vorderen Fläche 12a angeordnet ist. Der Streckenbereich (die Zerteilungsstrecke) 17 wird zwischen den angrenzenden Funktionsvorrichtungen 15a ausgebildet.
In S30 wird die Funktionsvorrichtungsschicht 15 mithilfe der Orientierungsfläche OF als Bezug ausgebildet. Im Besonderen wird die Mehrzahl von Funktionsvorrichtungen15a, die in der parallelen Richtung und einer vertikalen Richtung der Orientierungsfläche OF angeordnet ist, in dem wirksamen Bereich 16y der vorderen Fläche 12a angeordnet. Der gitterartige Streckenbereich 17, der sich in der parallelen Richtung und der vertikalen Richtung der Orientierungsfläche OF erstreckt, wird zwischen der Mehrzahl von Funktionsvorrichtungen 15a ausgebildet.
Anschließend wird ein Dehnband an der hinteren Fläche 21 des zu bearbeitenden Objekts 1 befestigt, das das Substrat 12 und die Funktionsvorrichtungsschicht 15 beinhaltet, und das zu bearbeitende Objekt 1 wird an dem Tisch 111 angebracht. Das Oberflächenbild, das die Mehrzahl von Markierungen M beinhaltet, wird durch die Flächenbeobachtungseinheit 211 abgebildet. Die Steuereinheit 250 erkennt die Anordnungsrichtung der Mehrzahl von Markierungen M aus dem Oberflächenbild. Die Steuereinheit 250 identifiziert die Anordnungsrichtung der Mehrzahl von Markierungen M als Kristallorientierung K. Die Steuereinheit 250 legt die Schneidlinie 5C parallel zu der Anordnungsrichtung der Markierungen M und durch den Streckenbereich 17 verlaufend und die Schneidlinie 5C orthogonal zu der Anordnungsrichtung der Markierungen M und durch den Streckenbereich 17 verlaufend fest (S40). Mit anderen Worten, die gitterartige Schneidlinie 5C, die durch den Streckenbereich 17 zwischen der Mehrzahl von Funktionsvorrichtungen 15a verläuft, wird durch Anpassen des Winkels in der Richtung θ so festgelegt, dass sie sich entlang der parallelen Richtung und einer orthogonalen Richtung der identifizierten Kristallorientierung K erstreckt.
17 ist eine Draufsicht, die die Funktionsvorrichtungsschicht 15 vergrößert veranschaulicht. Wie in 17 veranschaulicht, wird zum Beispiel in S40 die Schneidlinie 5C so festgelegt, dass sie durch den Streckenbereich 17 des zu bearbeitenden Objekts 1 verläuft. Darüber hinaus wird die Schneidlinie 5C in dem Streckenbereich 17 so festgelegt, dass sie entlang der parallelen Richtung und der orthogonalen Richtung der Kristallorientierung K verläuft. In dem veranschaulichten Beispiel stimmt die Erstreckungsrichtung des Streckenbereichs 17 (der Richtung, in der die Funktionsvorrichtungen 15a angeordnet sind) nicht mit der Kristallorientierung K überein. In diesem Fall wird in S40 die Schneidlinie 5C, die durch den Streckenbereich 17 verläuft, so festgelegt, dass sie im Hinblick auf die Erstreckungsrichtung des Streckenbereichs 17 geneigt ist und, von der Richtung Z aus gesehen, parallel zu der Kristallorientierung K verläuft. Darüber hinaus wird die Schneidlinie 5C, die durch den Streckenbereich 17 verläuft, so festgelegt, dass sie im Hinblick auf die Erstreckungsrichtung des Streckenbereichs 17 geneigt ist und, von der Richtung Z aus gesehen, vertikal zu der Kristallorientierung K verläuft.
Anschließend wird das zu bearbeitende Objekt 1 so entlang der Schneidlinie 5C geschnitten, dass eine Mehrzahl von Halbleiter-Chips (zum Beispiel ein Speicher, eine IC, eine Licht emittierende Vorrichtung und eine Licht empfangende Vorrichtung) ausgebildet wird (S50). Im Besonderen wird das Laserlicht L einmal oder mehrmals entlang der Schneidlinie 5C abgetastet, während es in das Innere des zu bearbeitenden Objekts 1 konvergiert wird. Dementsprechend werden eine oder mehrere Reihen des modifizierten Bereichs 7 im Inneren des zu bearbeitenden Objekts 1 entlang der Schneidlinie 5C ausgebildet. Anschließend wird das zu bearbeitende Objekt 1 durch Dehnen des Dehnbandes entlang der Schneidlinie 5C von dem modifizierten Bereich 7 aus als Anfangspunkt des Schneidens so geschnitten, dass es als Mehrzahl von Halbleiter-Chips voneinander getrennt wird.
Im Übrigen ist festgestellt worden, dass die Anzahl von Höhenunterschieden, die auf der Schnittfläche des zu bearbeitenden Objekts 1, das entlang der Bearbeitungslinie 5 geschnitten wird, mit zunehmendem Grad der Umlenkung des Halbschnitts Hc zunimmt, die in einem Fall auftritt, in dem der modifizierte Bereich 7 entlang der Bearbeitungslinie 5 ausgebildet ist. Angesichts dieser Feststellung wird bei der vorliegenden Ausführungsform auf Grundlage des Oberflächenbildes, das den Halbschnitt Hc entlang jeder der Mehrzahl von Kandidatenlinien 5A beinhaltet, die sich in voneinander verschiedenen Richtungen erstrecken, die Bezugslinie 5B für das zu bearbeitende Objekt 1 festgelegt.
Dementsprechend ist es möglich, die Schneidlinie 5C festzulegen, die sich in einer Richtung parallel zu der Bezugslinie 5B erstreckt. Infolgedessen ist es möglich zu verhindern, dass die Schneidlinie 5C im Hinblick auf die Kristallorientierung K des Substrats 12 abweicht und festgelegt wird. Es ist möglich zu verhindern, dass der Höhenunterschied in der Schnittfläche (Stirnfläche) des Chips auftritt, der durch Schneiden des zu bearbeitenden Objekts 1 gewonnen wird, und die Schnittfläche des Chips zu glätten und letztlich eine Spiegelfläche herzustellen. Des Weiteren kann die Ausbeute des Chips verbessert werden.
Im Übrigen können im Allgemeinen die Richtungen der Orientierungsfläche OF und der Kristallorientierung K voneinander um maximal etwa 1 ° abweichen. Daher ist im Vergleich mit einem Fall, in dem die Schneidlinie 5C parallel zu der Orientierungsfläche OF festgelegt ist, die vorliegende Ausführungsform, die die oben beschriebene Wirkung aufweist, besonders wirkungsvoll.
Bei der vorliegenden Ausführungsform legt die Steuereinheit 250 die vorgegebene Anzahl von Kandidatenlinien 5A fest, die sich in voneinander verschiedenen vorgegebenen Richtungen erstrecken, und legt aus der vorgegebenen Anzahl von Kandidatenlinien 5A die Kandidatenlinie 5A, die den geringsten Grad der Umlenkung des Halbschnitts Hc aufweist, als Bezugslinie 5B fest. Dementsprechend reicht es aus, dass eine Bestrahlung mit Laserlicht L, eine Bestätigung des Zustands des Halbschnitts Hc und dergleichen nur für die vorgegebene Anzahl von Kandidatenlinien 5A durchgeführt wird, so dass ein Festlegen der Bezugslinie 5B einfach durchgeführt werden kann.
Bei der vorliegenden Ausführungsform legt die Steuereinheit 250 für das Substrat 12 die vorgegebene Anzahl von Kandidatenlinien 5A, die sich in voneinander verschiedenen vorgegebenen Richtungen erstrecken, mithilfe der Orientierungsfläche OF, mit der das zu bearbeitende Objekt 1 ausgestattet ist, als Bezug fest. Das heißt, die Standardbearbeitungslinie parallel zu der Orientierungsfläche OF wird festgelegt, und die vorgegebene Anzahl von Kandidatenlinien 5A wird unter Verwendung der Standardbearbeitungslinie als Bezug festgelegt. Dementsprechend können Schwankungen bei der Festlegung der Kandidatenlinien 5A für jedes zu bearbeitende Objekt 1 verhindert werden. Dies ist besonders in einem Fall wirksam, in dem eine Übereinstimmungsgenauigkeit zwischen der Richtung der Orientierungsfläche OF und der Richtung der Kristallorientierung K hoch ist, da die Festlegung der Mehrzahl von Kandidatenlinien 5A nur durch eine feine Anpassung von der Standardbearbeitungslinie aus vorgenommen werden kann. Dies ist des Weiteren in einem Fall wirksam, in dem die Chips aus dem zu bearbeitenden Objekt 1 massenproduziert werden.
Die vorliegende Ausführungsform beinhaltet eine Anzeigeeinheit 260, die das Oberflächenbild anzeigt, das durch die Flächenbeobachtungseinheit 211 abgebildet worden ist. Dementsprechend kann eine Bedienperson eine Bestätigung des Zustands des Halbschnitts Hc und dergleichen durchführen.
Bei der vorliegenden Ausführungsformwird die Mehrzahl von Markierungen M auf dem zu bearbeitenden Objekt 1 entlang der Bezugslinie 5B ausgebildet. Dementsprechend ist es möglich, für das zu bearbeitende Objekt 1 mithilfe der Mehrzahl von Markierungen M als Bezug die Schneidlinie 5C festzulegen, die sich in der Richtung parallel zu der Bezugslinie 5B erstreckt.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die Schneidlinie 5C, die sich in der Richtung parallel zu der Bezugslinie 5B erstreckt, für das zu bearbeitende Objekt 1 festgelegt, und der modifizierte Bereich 7 wird im Inneren des Substrats 12 entlang der Schneidlinie 5C ausgebildet. Dementsprechend kann eine Reihe von Schritten wie zum Beispiel eine Bestrahlung mit Laserlicht L entlang der Kandidatenlinie 5A, eine Bestätigung des Zustands des Halbschnitts Hc, ein Festlegen der Bezugslinie 5B, ein Festlegen der Schneidlinie 5C und eine Bestrahlung mit Laserlicht L entlang der Schneidlinie 5C in einer Laserbearbeitungsvorrichtung 300 durchgeführt werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform werden die Kandidatenlinie 5A und die Bezugslinie 5B in dem unwirksamen Bereich 16x des Substrats 12 festgelegt, und die Mehrzahl von Markierungen M wird auf der vorderen Fläche 12a in dem unwirksamen Bereich 16x des Substrats 12 ausgebildet. Dementsprechend ist es beim Fertigen des Chips durch Schneiden des zu bearbeitenden Objekts 1 möglich, einen Abschnitt (einen unwirksamen Bereich 16x) wirkungsvoll zu nutzen, der normalerweise entfernt und weggeworfen wird. Die Kandidatenlinie 5A und die Bezugslinie 5B können in dem unwirksamen Bereich 16x festgelegt werden. Die Mehrzahl von Markierungen M kann in dem wirksamen Bereich 16y ausgebildet werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird beim Ausbilden der Mehrzahl von Reihen von modifizierten Bereichen 7 entlang der Kandidatenlinie 5A zum Ausbilden des Halbschnitts Hc das Laserlicht L nicht entlang der Kandidatenlinie 5A hin- und hergehend abgetastet, sondern das Laserlicht L wird mehrmals wiederholt in derselben Richtung abgetastet. Dementsprechend kann der Halbschnitt Hc von dem modifizierten Bereich 7 die vordere Fläche 12a in geeigneter Weise erreichen, und es kann bewirkt werden, dass eine Umlenkung des Halbschnitts Hc (eine gekröpfte Form) erkennbar auftritt.
Die vorliegende Ausführungsform ist nicht auf das Obige beschränkt und kann wie folgt gestaltet sein.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die Mehrzahl von Markierungen M, die entlang der Bezugslinie 5B angeordnet ist, als Bezugsmarke ausgebildet; die auszubildende Bezugsmarke unterliegt jedoch keiner besonderen Beschränkung. Beispielsweise kann eine neue Orientierungsfläche (eine Ebene, die auf einem Teil der äußeren Umfangsfläche des Substrats 12 ausgebildet ist), die sich von der Orientierungsfläche OF unterscheidet, parallel zu der Bezugslinie 5B als Bezugsmarke bereitgestellt werden. Eine Fläche, die mithilfe des Halbschnitts Hc der optimalen Kandidatenlinie 5A geschnitten worden ist, kann als neue Orientierungsfläche als Bezugsmarke verwendet werden. Der modifizierte Bereich 7 kann in dem zu bearbeitenden Objekt 1 entlang der Bezugslinie 5B durch die Bestrahlung mit Laserlicht L ausgebildet werden, und die Fläche die von dem modifizierten Bereich 7 als Anfangspunkt aus geschnitten worden ist, kann als neue Orientierungsfläche als Bezugsmarke verwendet werden. Im Übrigen können verschiedene bekannte Bearbeitungsverfahren zum Ausbilden der neuen Orientierungsfläche gewählt werden.
Bei der Bezugsmarke kann es sich um einen Riss handeln, der von dem modifizierten Bereich 7 in dem Substrat 12 aus die vordere Fläche 12a erreicht. Die Bezugsmarke kann durch eine Form (einschließlich einer zweidimensionalen Form und einer dreidimensionalen Form), die eine Kristallorientierung angibt, ein Muster, eine Farbe, eine Anzeige, einen eindimensionalen Code, einen zweidimensionalen Code oder dergleichen oder durch eine Kombination von diesen gebildet werden. Die Bezugsmarke kann eine Ritzlinie sein, die entlang der Bezugslinie 5B ausgebildet ist.
Bei der vorliegenden Ausführungsform führt die Steuereinheit 250 eine Bilderkennungsbearbeitung an dem Oberflächenbild des Substrats 12 durch, um den Grad der Umlenkung des Halbschnitts Hc automatisch zu erkennen; der Grad der Umlenkung des Halbschnitts Hc kann jedoch aus dem Oberflächenbild, das auf der Anzeigeeinheit 240 angezeigt wird, oder visuell durch die Bedienperson erkannt werden. In diesem Fall kann die Bedienperson zum Beispiel in einer Bedienungseinheit, die mit der Steuereinheit 250 verbunden ist, einen Vorgang zum Festlegen der Bezugslinie 5B auf Grundlage des Grades der Umlenkung des Halbschnitts Hc durchführen, um die Bezugslinie 5B für das zu bearbeitende Objekt 1 festzulegen.
Bei der vorliegenden Ausführungsform führt die Steuereinheit 250 die Bilderkennungsbearbeitung an dem Oberflächenbild des Substrats 12 durch, um die Mehrzahl von Markierungen M automatisch zu erkennen; die Mehrzahl von Markierungen M kann jedoch aus dem Oberflächenbild, das auf der Anzeigeeinheit 240 angezeigt wird, oder visuell durch die Bedienperson erkannt werden. In diesem Fall kann die Bedienperson zum Beispiel in der Bedienungseinheit, die mit der Steuereinheit 250 verbunden ist, einen Vorgang zum Festlegen der Schneidlinie 5C parallel zu der Anordnungsrichtung der Mehrzahl von Markierungen M durchführen, um die Schneidlinie 5C für das zu bearbeitende Objekt 1 festzulegen.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird in S30, in dem die Funktionsvorrichtungsschicht 15 auf der vorderen Fläche 12a des Substrats 12 ausgebildet wird, die Funktionsvorrichtungsschicht 15 mithilfe der Orientierungsfläche OF als Bezug ausgebildet; die Funktionsvorrichtungsschicht 15 kann jedoch mithilfe der Mehrzahl von Markierungen M als Bezug ausgebildet werden. Im Besonderen kann die Mehrzahl von Funktionsvorrichtungen 15a, die in der Anordnungsrichtung und in ihrer vertikalen Richtung der Mehrzahl von Markierungen M angeordnet ist, in dem wirksamen Bereich 16y der vorderen Fläche 12a angeordnet werden, und der gitterartige Streckenbereich 17, der sich in der Anordnungsrichtung und in seiner vertikalen Richtung der Mehrzahl von Markierungen M erstreckt, kann zwischen der Mehrzahl von Funktionsvorrichtungen 15a ausgebildet werden. Dementsprechend können die Mehrzahl von Funktionsvorrichtungen 15a und der Streckenbereich 17 genau entlang der Kristallorientierung K angeordnet werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird nach S20, in dem ein Markieren auf dem Substrat 12 durchgeführt wird, S30 durchgeführt, in dem die Funktionsvorrichtungsschicht 15 durchgeführt wird; ohne darauf beschränkt zu sein, kann jedoch das zu bearbeitende Objekt 1 verwendet werden, in dem die Funktionsvorrichtung 15a im Voraus auf dem Substrat 12 ausgebildet wird (ein sogenannter Wafer mit ausgebildeter Vorrichtung). Das heißt, nach S10, in dem die Bezugslinie 5B für das zu bearbeitende Objekt 1 festgelegt wird, an dem die Funktionsvorrichtung 15a im Voraus auf dem Substrat 12 ausgebildet wird, wird S20 durchgeführt, in dem ein Markieren durchgeführt wird, und S40 kann unverzüglich durchgeführt werden, in dem die Schneidlinie festgelegt wird. In diesem Fall kann die Schneidlinie 5C in S40 so festgelegt werden, dass sie parallel zu der festgelegten Bezugslinie 5B verläuft, ohne S20 durchzuführen, in dem das Markieren durchgeführt wird.
Als Nächstes wird eine zweite Ausführungsform beschrieben. In der Beschreibung der zweiten Ausführungsform werden Aspekte beschrieben, die sich von der ersten Ausführungsform unterscheiden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform legt die Steuereinheit 250 auf Grundlage des Oberflächenbildes, das durch die Flächenbeobachtungseinheit 211 abgebildet worden ist, nacheinander die Mehrzahl von Kandidatenlinien 5A für das zu bearbeitende Objekt 1 fest, bis der Grad der Umlenkung des Halbschnitts Hc in den vorgegebenen Bereich fällt. Die Steuereinheit 250 legt die Kandidatenlinie 5A, bei der der Grad der Umlenkung des Halbschnitts Hc in den vorgegebenen Bereich fällt, als Bezugslinie 5B für das zu bearbeitende Objekt 1 fest. Hier wird die Kandidatenlinie 5A als Bezugslinie 5B festgelegt, wobei die Kandidatenlinie 5A entlang des Halbschnitts Hc verläuft, der die Kröpfperiode aufweist, die gleich wie oder größer als der Schwellenwert ist.
Wie in 18 veranschaulicht, wird die Bezugslinie 5B in dem Laserbearbeitungsverfahren gemäß der zweiten Ausführungsform in S10 wie folgt festgelegt. Das heißt, zuerst wird das Substrat 12 auf dem Auflagetisch 107 des Tisches 111 angebracht. Die Kandidatenlinie 5A parallel zu der Orientierungsfläche OF (oder in einem Bezugswinkel in der Richtung θ geneigt) wird als Standardbearbeitungslinie festgelegt (S61).
Anschließend wird das Laserlicht L einmal oder mehrmals entlang der Kandidatenlinie 5A in dem unwirksamen Bereich 16x abgetastet, während es in das Innere des Substrats 12 konvergiert wird, und es werden eine oder mehrere Reihen des modifizierten Bereichs 7 im Inneren des Substrats 12 des unwirksamen Bereichs 16x ausgebildet. Dementsprechend wird der Halbschnitt Hc, der die vordere Fläche 12a des Substrats 12 in dem unwirksamen Bereich 16x erreicht, entlang der Kandidatenlinie 5A ausgebildet (S62). Anschließend wird das Oberflächenbild, das den Halbschnitt Hc beinhaltet, durch die Flächenbeobachtungseinheit 211 abgebildet und in der Speichereinheit (ROM oder RAM) der Steuereinheit 250 gespeichert.
Anschließend führt die Steuereinheit 250 eine Bilderkennungsbearbeitung an dem gespeicherten Oberflächenbild durch und erkennt und bewertet den Zustand des Halbschnitts Hc (S63). Es wird ermittelt, ob die Kröpfperiode des Halbschnitts Hc gleich wie oder größer als der Schwellenwert ist (S64). Bei Nein in S64 (wenn die Kröpfperiode kleiner als der Schwellenwert ist), wird der Winkel in der Richtung θ der Kandidatenlinie 5A entsprechend dem Erkennungsergebnis geändert, und es wird eine neue Kandidatenlinie 5A festgelegt (S65).
In S65 wird in der Draufsicht eine Richtung in der Richtung θ (unabhängig davon, ob dies die positive Richtung oder die negative Richtung ist), in der sich die Kandidatenlinie 5A in der Richtung der Umlenkung des Halbschnitts Hc dreht, als spezifizierte Drehrichtung gewonnen. Ein spezifizierter Drehwinkel wird aus der Kröpfperiode des Halbschnitts Hc mithilfe einer Datenfunktion oder einer Datentabelle gewonnen, die im Voraus festgelegt worden sind. Der Winkel der Kandidatenlinie 5A in der Richtung θ wird so geändert, dass er um einen spezifizierten Winkel in der spezifizierten Drehrichtung abweicht. Nach S65 kehrt die Verarbeitung zu S62 zurück.
Der Schwellenwert kann auf Grundlage der Kröpfperiode festgelegt werden, wenn die Winkelabweichung Δθ zwischen der Richtung der Kristallorientierung K und der Richtung der Kandidatenlinie 5A ausreichend klein ist. Bei der Datenfunktion oder der Datentabelle handelt es sich um Daten, die sich auf eine Korrelation 66 (siehe 19(b)) zwischen dem Winkel, der durch die Kandidatenlinie 5A im Hinblick auf die Kristallorientierung K ausgebildet wird, und der Kröpfperiode (dem Grad der Umlenkung des Halbschnitts Hc) beziehen. Der Schwellenwert und die Datenfunktion oder die Datentabelle werden in der Speichereinheit (ROM) der Steuereinheit 250 gespeichert. Im Übrigen stimmt ein Drehen der Bearbeitungslinie 5 zu einer Umlenkungsseite der gekröpften Form in der Richtung θ mit einem Drehen des zu bearbeitenden Objekts 1 zu einer Seite gegenüber der Umlenkungsseite der gekröpften Form in der Richtung θ überein.
Bei Ja in S64 (wenn die Kröpfperiode gleich wie oder größer als der Schwellenwert ist) wird die aktuelle Kandidatenlinie 5A als Bezugslinie 5B festgelegt, und die Richtung der Bezugslinie 5B wird als Kristallorientierung K in der Speichereinheit der Steuereinheit 250 gespeichert (S66).
In dem in 19(a) und 19(b) veranschaulichten Beispiel wird zuerst eine Laserbearbeitung entlang einer Kandidatenlinie 5A₁ durchgeführt, um einen Halbschnitt Hc auszubilden. Da eine Kröpfperiode C₁ des Halbschnitts Hc kleiner als ein Schwellenwert α ist, wird eine Kandidatenlinie 5A₂ neu festgelegt. Anschließend wird eine Laserbearbeitung entlang der Kandidatenlinie 5A₂ durchgeführt, und ein Halbschnitt Hc wird ausgebildet. Da eine Kröpfperiode C₂ des Halbschnitts Hc noch immer kleiner als ein Schwellenwert α ist, wird eine Kandidatenlinie 5A₃ neu festgelegt. Anschließend wird eine Laserbearbeitung entlang der Kandidatenlinie 5A₃ durchgeführt, und ein Halbschnitt Hc wird ausgebildet. Eine Kröpfperiode C₃ des Halbschnitts Hc ist gleich wie oder größer als der Schwellenwert α. Daher wird die Kandidatenlinie 5A₃ als Bezugslinie 5B festgelegt. Danach wird in S20 die Mehrzahl von Markierungen M entlang der Bezugslinie 5B ausgebildet.
Wie oben beschrieben, wird auch in der vorliegenden Ausführungsform die oben beschriebene Wirkung ausgeübt, dass es möglich ist zu verhindern, dass die Schneidlinie 5C im Hinblick auf die Kristallorientierung K des Substrats 12 abweicht und festgelegt wird.
Bei der vorliegenden Ausführungsform legt die Steuereinheit 250 nacheinander die Mehrzahl von Kandidatenlinien 5A für das zu bearbeitende Objekt 1 fest, bis der Grad der Umlenkung des Halbschnitts Hc in den vorgegebenen Bereich fällt (hier wird die Kröpfperiode zu dem Schwellenwert a). Anschließend wird die Kandidatenlinie 5A, bei der der Grad der Umlenkung des Halbschnitts Hc in den vorgegebenen Bereich fällt, als Bezugslinie 5B festgelegt. Dementsprechend ist es möglich, die Bezugslinie 5B für das zu bearbeitende Objekt 1 mit der gewünschten Genauigkeit festzulegen. Beispielsweise kann durch Festlegen des Schwellenwerts α auf einen Wert, wenn die Kristallorientierung K und die Richtung der Kandidatenlinie 5A miteinander übereinstimmen, eine hohe Übereinstimmungsgenauigkeit zwischen der Kristallorientierung K und der Bezugslinie 5B erzielt werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform legt die Steuereinheit 250 für das zu bearbeitende Objekt 1 die anfängliche Kandidatenlinie 5A₁ mithilfe der Orientierungsfläche OF, mit der das zu bearbeitende Objekt 1 ausgestattet ist, als Bezug fest. Das heißt, die Standardbearbeitungslinie parallel zu der Orientierungsfläche OF wird festgelegt, und die Kandidatenlinie 5A₁ wird unter Verwendung der Standardbearbeitungslinie als Bezug festgelegt. In diesem Fall können Schwankungen bei der Festlegung der Kandidatenlinien 5A für jedes zu bearbeitende Objekt 1 verhindert werden.
Die Steuereinheit 250 der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet die Speichereinheit, die die Korrelation 66 (die Datenfunktion oder die Datentabelle) zwischen dem Winkel, der durch die Kandidatenlinie 5A im Hinblick auf die Kristallorientierung K ausgebildet wird, und dem Grad der Umlenkung des Halbschnitts Hc speichert. Dementsprechend kann beim Festlegen einer neuen Kandidatenlinie 5A in S65 die Korrelation 66 als Index verwendet werden. Infolgedessen ist es möglich, die Anzahl von Kandidatenlinien 5A zu verringern, die nacheinander festgelegt werden, bevor die Bezugslinie 5B festgelegt wird.
Als Nächstes wird eine dritte Ausführungsform beschrieben. In der Beschreibung der dritten Ausführungsform werden Aspekte beschrieben, die sich von der ersten Ausführungsform unterscheiden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform legt die Steuereinheit 250 für das zu bearbeitende Objekt 1 die Mehrzahl von Kandidatenlinien 5A fest, die voneinander verschiedene Liniendrehwinkel aufweisen, bei denen es sich um Winkel der Richtung θ handelt, die im Hinblick auf eine im Voraus festgelegte Bezugsrichtung ausgebildet werden (im Folgenden einfach als „Liniendrehwinkel“ bezeichnet). Hier handelt es sich bei der Bezugsrichtung um eine Richtung entlang der Standardbearbeitungslinie und um eine Richtung parallel zu der Orientierungsfläche OF (oder um den Bezugswinkel in der Richtung θ geneigt).
Die Steuereinheit 250 erkennt die Neigungsrichtung, in die der Halbschnitt (Riss) Hc jeder der Mehrzahl von Kandidatenlinien 5A im Hinblick auf eine entsprechende der Kandidatenlinien 5A geneigt ist. In einem Fall, in dem sich der Halbschnitt Hc jeder der Mehrzahl von Kandidatenlinien 5A so erstreckt, dass er im Hinblick auf jede der Mehrzahl von Kandidatenlinien 5A geneigt ist, erkennt die Steuereinheit 250, ob die Neigungsrichtung im Hinblick auf die Mehrzahl von Kandidatenlinien 5A zu einer Seite oder zu der anderen Seite (zu der der einen Seite gegenüberliegenden Seite) verläuft. Bei der Neigungsrichtung handelt es sich um eine Richtung der Winkelabweichung Δθ im Hinblick auf die Kandidatenlinie 5A. Als Neigungsrichtung, die so betrachtet wird, dass sich der Halbschnitt Hc entlang der Links-Rechts-Richtung erstreckt, kann ein Fall, in dem sich der Halbschnitt Hc so erstreckt, dass er aufwärts geneigt ist, als „obere Seite“ bezeichnet werden, und kann ein Fall, in dem sich der Halbschnitt Hc so erstreckt, dass er abwärts geneigt ist, als „untere Seite“ bezeichnet werden. Die Neigungsrichtung des Halbschnitts Hc hängt nicht davon ab, ob der Halbschnitt Hc eine gekröpfte Form aufweist. Das heißt, der Halbschnitt Hc kann geneigt sein, ohne eine gekröpfte Form aufzuweisen.
Die Steuereinheit 250 erkennt eine erste Kandidatenlinie, bei der die Neigungsrichtung des Halbschnitts Hc sich auf einer Seite der Kandidatenlinie 5A befindet und der Liniendrehwinkel aus der Mehrzahl von Kandidatenlinien 5A am größten (oder am kleinsten) ist. Die Steuereinheit 250 erkennt eine zweite Kandidatenlinie, bei der die Neigungsrichtung des Halbschnitts Hc sich auf der anderen Seite der Kandidatenlinie 5A befindet und der Liniendrehwinkel aus der Mehrzahl von Kandidatenlinien 5A am kleinsten (oder am größten) ist. Das heißt, wenn eine Suche nach der Mehrzahl von Kandidatenlinien 5A durchgeführt wird, um den Liniendrehwinkel zu vergrößern oder zu verkleinern, erkennt die Steuereinheit 250 die Kandidatenlinie 5A, unmittelbar bevor die Neigungsrichtung des Halbschnitts Hc umgekehrt wird, als erste Kandidatenlinie und erkennt die Kandidatenlinie 5A, unmittelbar nachdem die Neigungsrichtung des Halbschnitts Hc umgekehrt worden ist, als zweite Kandidatenlinie.
Anschließend legt die Steuereinheit 250 die Bezugslinie 5B für das zu bearbeitende Objekt 1 auf Grundlage der ersten Kandidatenlinie und der zweiten Kandidatenlinie fest. Im Besonderen wenn es sich bei einem Winkel, der im Hinblick auf die Bezugsrichtung der ersten Kandidatenlinie ausgebildet ist, um einen ersten Liniendrehwinkel handelt und es sich bei einem Winkel, der im Hinblick auf die Bezugsrichtung der zweiten Kandidatenlinie ausgebildet ist, um einen zweiten Liniendrehwinkel handelt, legt die Steuereinheit 250 als Bezugslinie 5B die Kandidatenlinie 5A fest, die den Liniendrehwinkel eines Winkels zwischen dem ersten Liniendrehwinkel und dem zweiten Liniendrehwinkel aufweist. Mit anderen Worten, die Kandidatenlinie 5A, die den größeren (oder kleineren) Liniendrehwinkel als die erste Kandidatenlinie und den kleineren (oder größeren) Liniendrehwinkel als die zweite Kandidatenlinie aufweist, wird als Bezugslinie 5B festgelegt.
Alternativ kann die Steuereinheit 250 in einem Fall, in dem keine Kandidatenlinie 5A vorhanden ist, die den Liniendrehwinkel des Winkels zwischen dem ersten und dem zweiten Liniendrehwinkel aufweist, eine Linie neu gewinnen, die im Hinblick auf die Bezugsrichtung um den Winkel zwischen dem ersten und dem zweiten Liniendrehwinkel geneigt ist, um die Linie als Bezugslinie 5B festzulegen. In einem Fall, in dem die Mehrzahl von Kandidatenlinien 5A vorhanden ist, die dem Winkel zwischen dem ersten und dem zweiten Liniendrehwinkel entspricht, kann die Steuereinheit 250 eine beliebige der Mehrzahl von Kandidatenlinien 5A in geeigneter Weise als Bezugslinie 5B festlegen. Die Steuereinheit 250 kann aus der Mehrzahl von Kandidatenlinien 5A die Kandidatenlinie 5A, bei der der Halbschnitt Hc nicht geneigt ist, als Bezugslinie 5B festlegen.
Wie in 20 veranschaulicht, wird die Bezugslinie 5B in dem Laserbearbeitungsverfahren gemäß der dritten Ausführungsform in S10 wie folgt festgelegt. Das heißt, zuerst wird das Substrat 12 auf dem Auflagetisch 107 des Tisches 111 angebracht. Die Mehrzahl von Kandidatenlinien 5A, die voneinander verschiedene Liniendrehwinkel aufweisen, wird für das zu bearbeitende Objekt 1 festgelegt (S31).
Anschließend wird das Laserlicht L einmal oder mehrmals entlang der Mehrzahl von Kandidatenlinien 5A abgetastet, während es in das Innere des Substrats 12 konvergiert wird, und es werden eine oder mehrere Reihen des modifizierten Bereichs 7 im Inneren des Substrats 12 ausgebildet. Dementsprechend wird der Halbschnitt Hc, der die vordere Fläche 12a des Substrats 12 erreicht, entlang jeder der Mehrzahl von Kandidatenlinien 5A ausgebildet (S32). Anschließend wird das Oberflächenbild, das den Halbschnitt Hc beinhaltet, durch die Flächenbeobachtungseinheit 211 abgebildet und in der Speichereinheit (ROM oder RAM) der Steuereinheit 250 gespeichert.
Anschließend führt die Steuereinheit 250 eine Bilderkennungsbearbeitung an dem gespeicherten Oberflächenbild durch und erkennt, ob der Halbschnitt Hc jeder der Mehrzahl von Kandidatenlinien 5A im Hinblick auf eine entsprechende der Kandidatenlinien 5A geneigt ist, und die Neigungsrichtung, wenn der Halbschnitt Hc geneigt ist (S33). Die Steuereinheit 250 identifiziert die erste Kandidatenlinie und die zweite Kandidatenlinie aus der Mehrzahl von Kandidatenlinien 5A und wählt die Kandidatenlinie 5A auf Grundlage dieser ersten und zweiten Kandidatenlinie aus. Im Besonderen wird die Kandidatenlinie 5A ausgewählt, die dem Liniendrehwinkel zwischen dem ersten und dem zweiten Liniendrehwinkel entspricht (S34). Die ausgewählte Kandidatenlinie 5A wird als Bezugslinie 5B festgelegt, und die Richtung der Bezugslinie 5B wird als Kristallorientierung K in der Speichereinheit der Steuereinheit 250 gespeichert (S35).
21(a) ist ein Schaubild, das ein Beispiel für ein Bearbeitungsergebnis des Laserbearbeitungsverfahrens gemäß der dritten Ausführungsform veranschaulicht. In dem Laserbearbeitungsverfahren von 21(a) wird der Abstand (der Abstand der größten Annäherung) zwischen der Mehrzahl von Kandidatenlinien 5A auf 100 um festgelegt. Die Abgabe des Laserlichts L beträgt 3,5 µJ.
In dem in 21(a) veranschaulichten Ergebnis liegt die Neigungsrichtung des Halbschnitts Hc auf der oberen Seite bei einem Liniendrehwinkel von 0 Grad bis 0,024 Grad, bei 0,025 Grad liegt keine Neigung vor, bei 0,026 Grad wird sie so umgekehrt, dass sie auf der unteren Seite liegt, und befindet sich bei 0,026 Grad bis 0,04 Grad auf der unteren Seite. Der Halbschnitt Hc mit dem Liniendrehwinkel von 0,02 Grad bis 0,026 Grad beinhaltet die gekröpfte Form nicht. Die Kandidatenlinie 5A, die einen Liniendrehwinkel von 0,025 Grad aufweist, wird als Bezugslinie 5B festgelegt. Das heißt, die Richtung der Kandidatenlinie 5A, die den Liniendrehwinkel von 0,025 Grad aufweist, entspricht dem optimalen Winkel (der Kristallorientierung K). In diesem Fall handelt es sich bei der Kandidatenlinie 5A, die den Liniendrehwinkel von 0,024 Grad aufweist, um die erste Kandidatenlinie (oder um die zweite Kandidatenlinie), und die Kandidatenlinie 5A, die einen Liniendrehwinkel von 0,026 Grad aufweist, ist die zweite Kandidatenlinie (oder die erste Kandidatenlinie).
21(b) ist ein Schaubild, das ein weiteres Beispiel für das Bearbeitungsergebnis des Laserbearbeitungsverfahrens gemäß der dritten Ausführungsform veranschaulicht. In dem Laserbearbeitungsverfahren von 21(b) wird der Abstand (der Abstand der größten Annäherung) zwischen der Mehrzahl von Kandidatenlinien 5A auf 50 µm festgelegt. Die Abgabe des Laserlichts L ist 4,5 µJ höher als die Abgabe des Laserbearbeitungsverfahrens von 21(a).
In dem in 21(b) veranschaulichten Ergebnis liegt die Neigungsrichtung des Halbschnitts Hc ebenfalls auf der oberen Seite bei einem Liniendrehwinkel von 0 Grad bis 0,024 Grad, bei 0,025 Grad liegt keine Neigung vor, bei 0,026 Grad wird sie so umgekehrt, dass sie auf der unteren Seite liegt, und befindet sich bei 0,026 Grad bis 0,04 Grad auf der unteren Seite. Der Halbschnitt Hc mit dem Liniendrehwinkel von 0,023 Grad bis 0,026 Grad beinhaltet die gekröpfte Form nicht. Die Kandidatenlinie 5A, die einen Liniendrehwinkel von 0,025 Grad aufweist, wird als Bezugslinie 5B festgelegt. Das heißt, die Richtung der Kandidatenlinie 5A, die den Liniendrehwinkel von 0,025 Grad aufweist, entspricht dem optimalen Winkel (der Kristallorientierung K). In diesem Fall handelt es sich bei der Kandidatenlinie 5A, die den Liniendrehwinkel von 0,024 Grad aufweist, ebenfalls um die erste Kandidatenlinie (oder um die zweite Kandidatenlinie), und die Kandidatenlinie 5A, die den Liniendrehwinkel von 0,026 Grad aufweist, ist die zweite Kandidatenlinie (oder die erste Kandidatenlinie).
Wie oben beschrieben, ist es auch bei der vorliegenden Ausführungsform möglich zu verhindern, dass die Schneidlinie 5C im Hinblick auf die Kristallorientierung K des Substrats 12 des zu bearbeitenden Objekts 1 abweicht und festgelegt wird. Darüber hinaus ist festgestellt worden, dass der Winkel zwischen dem Liniendrehwinkel der ersten Kandidatenlinie und dem Liniendrehwinkel der zweiten Kandidatenlinie der Kristallorientierung K des Substrats 12 entspricht. Daher kann durch Festlegen der Bezugslinie 5B, bei der es sich um die Linie handelt, die die Kristallorientierung K des Substrats 12 angibt, auf Grundlage der ersten und der zweiten Kandidatenlinie die Bezugslinie 5B mit hoher Genauigkeit (mit einer Genauigkeit von 0,001 Grad) festgelegt werden.
Die vorliegende Ausführungsform kann auch auf einen Fall angewendet werden, in dem der Halbschnitt Hc die gekröpfte Form (das heißt, die Form der Umlenkung, die regelmäßig wiederholt wird) nicht aufweist. Bei der vorliegenden Ausführungsform kann selbst in einem Fall, in dem der Abstand zwischen der Mehrzahl von Kandidatenlinien 5A 50 µm schmal festgelegt wird (zum Beispiel in einem Fall, in dem dieser schmaler als der Abstand zwischen den angrenzenden Funktionsvorrichtungen 15a ist), die Bezugslinie 5B mit hoher Genauigkeit festgelegt werden.
Nach S32 bestätigt (bestimmt) die Steuereinheit 250, dass zumindest einer der Mehrzahl von Halbschnitten Hc der Mehrzahl von Kandidatenlinien 5A die gekröpfte Form nicht aufweist, und kann, wenn die gekröpfte Form nicht vorhanden ist, S33 bis S35 durchführen. Wenn demgegenüber sämtliche der Mehrzahl von Halbschnitten Hc die gekröpfte Form aufweisen, kann dieselbe Verarbeitung wie bei der ersten Ausführungsform oder der zweiten Ausführungsform durchgeführt werden, ohne S33 bis S35 durchzuführen. Im Übrigen kann die vorliegende Ausführungsform durchgeführt werden, wenn zumindest einer der Mehrzahl von Halbschnitten Hc die gekröpfte Form in der ersten Ausführungsform oder der zweiten Ausführungsform nicht aufweist.
Oben sind die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben worden; die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und kann innerhalb des Bereichs modifiziert werden, in dem der in jedem Anspruch beschriebene Kerngedanke nicht geändert wird, oder auf Anderes angewendet werden.
Bei den obigen Ausführungsformen wird das zu bearbeitende Objekt 1 entlang der Schneidlinie 5C durch Ausbilden des modifizierten Bereichs 7 im Inneren des zu bearbeitenden Objekts 1 entlang der Schneidlinie 5C geschnitten; ein Schritt und eine Gestaltung zum Schneiden des zu bearbeitenden Objekts 1 unterliegen jedoch keiner besonderen Beschränkung. Beispielsweise können ein Schritt und eine Gestaltung zum Schneiden des zu bearbeitenden Objekts 1 durch Durchführen einer Klingenzerteilung mit einer Zerteilungsklinge entlang der Schneidlinie 5C vorhanden sein. Beispielsweise können ein Schritt und eine Gestaltung zum Schneiden des zu bearbeitenden Objekts 1 durch Durchführen einer Ablationsbearbeitung entlang der Schneidlinie 5C vorhanden sein. Bekannte Schritte und Gestaltungen (Vorrichtungen) können gewählt werden, sofern das zu bearbeitende Objekt 1 entlang der Schneidlinie 5C geschnitten werden kann.
Bei den obigen Ausführungsformen kann nur eine Reihe der modifizierten Bereiche 7 im Inneren des zu bearbeitenden Objekts 1 ausgebildet werden, oder es können zwei oder mehr Reihen der modifizierten Bereiche 7 ausgebildet werden, wobei sich deren Positionen in der Dickenrichtung voneinander unterscheiden. Bei den obigen Ausführungsformen handelt es sich bei der „Laserlicht-Eintrittsfläche“ um die vordere Fläche 3 (die vordere Fläche 12a), und die „der Laserlicht-Eintrittsfläche gegenüberliegende Fläche“ ist die hintere Fläche 21; in einem Fall, in dem die hintere Fläche 21 die „Laserlicht-Eintrittsfläche“ ist, ist die vordere Fläche 3 die „der Laserlicht-Eintrittsfläche gegenüberliegende Fläche“. Die „Übereinstimmung“ beinhaltet nicht nur eine genaue Übereinstimmung, sondern auch eine wesentliche Übereinstimmung. Die „Übereinstimmung“ beinhaltet einen Konstruktionsfehler, einen Herstellungsfehler und einen Messfehler.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung kann auch als Chip betrachtet werden, der durch die Laserbearbeitungsvorrichtung oder das Laserbearbeitungsverfahren gefertigt wird. Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung kann nur in einem Fall angewendet werden, in dem die Bearbeitungslinie 5 entlang der Richtung parallel zu der Orientierungsfläche OF festgelegt wird, oder kann nur in einem Fall angewendet werden, in dem die Bearbeitungslinie 5 entlang der Richtung vertikal zu der Orientierungsfläche OF festgelegt wird. Des Weiteren kann ein Aspekt der vorliegenden Erfindung auf einen Fall angewendet werden, in dem die Bearbeitungslinie 5 entlang der Richtungen parallel und vertikal zu der Orientierungsfläche OF festgelegt wird. Im Obigen bildet die Steuereinheit 250 eine Kandidatenlinien-Festlegungseinheit, eine Betriebssteuereinheit, eine Bezugslinien-Festlegungseinheit, eine Schneidlinien-Festlegungseinheit und eine Speichereinheit.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Bei einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Laserbearbeitungsvorrichtung und ein Laserbearbeitungsverfahren bereitzustellen, die in der Lage sind zu verhindern, dass die Schneidlinie im Hinblick auf die Kristallorientierung des Substrats des zu bearbeitenden Objekts abweicht und festgelegt wird.
Bezugszeichenliste

1: zu bearbeitendes Objekt,
3, 12a: vordere Fläche,
5A: Kandidatenlinie,
5B: Bezugslinie,
5C: Schneidlinie,
7: modifizierter Bereich,
12: Substrat,
100,300: Laserbearbeitungsvorrichtung,
107: Auflagetisch,
202: Laserlichtquelle,
204: konvergierendes optisches System,
211: Flächenbeobachtungseinheit (Bildgebungseinheit),
240: Anzeigeeinheit,
250: Steuereinheit (Kandidatenlinien-Festlegungseinheit, Betriebssteuereinheit, Bezugslinien-Festlegungseinheit, Schneidlinien-Festlegungseinheit, Speichereinheit),
Hc: Halbschnitt (Riss),
K: Kristallorientierung,
L: Laserlicht,
M: Markierung (Bezugsmarke),
OF: Orientierungsfläche.

Claims

Laserbearbeitungsvorrichtung, die aufweist: einen Auflagetisch, der so gestaltet ist, dass er ein zu bearbeitendes Objekt trägt, das ein Substrat beinhaltet, das aus einem kristallinen Material hergestellt ist; eine Laserlichtquelle, die so gestaltet ist, dass sie ein Laserlicht emittiert; ein konvergierendes optisches System, das so gestaltet ist, dass das von der Laserlichtquelle emittierte Licht auf das zu bearbeitende Objekt konvergiert wird, das durch den Auflagetisch getragen wird; eine Bildgebungseinheit, die so gestaltet ist, dass sie eine vordere Fläche des zu bearbeitenden Objekts abbildet, das durch den Auflagetisch getragen wird; eine Kandidatenlinien-Festlegungseinheit, die so gestaltet ist, dass sie für das zu bearbeitende Objekt eine Mehrzahl von Kandidatenlinien festlegt, die sich in voneinander verschiedenen Richtungen erstrecken; eine Betriebssteuereinheit, die so gestaltet ist, dass sie einen Betrieb des Auflagetisches, der Laserlichtquelle und/oder des konvergierenden optischen Systems so steuert, dass ein modifizierter Bereich im Inneren des Substrats entlang jeder der Mehrzahl von Kandidatenlinien ausgebildet wird und ein Riss die vordere Fläche des zu bearbeitenden Objekts von dem modifizierten Bereich aus erreicht; und eine Bezugslinien-Festlegungseinheit, die so gestaltet ist, dass sie für das zu bearbeitende Objekt eine Bezugslinie, die als Linie bestimmt wird, die eine Kristallorientierung des Substrats angibt, auf Grundlage eines Bildes des Risses festlegt, das durch die Bildgebungseinheit abgebildet wird.
Laserbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Kandidatenlinien-Festlegungseinheit für das zu bearbeitende Objekt eine vorgegebene Anzahl der Kandidatenlinien festlegt, die sich in voneinander verschiedenen vorgegebenen Richtungen erstrecken, und die Bezugslinien-Festlegungseinheit für das zu bearbeitende Objekt aus der vorgegebenen Anzahl von Kandidatenlinien eine Kandidatenlinie, die einen kleinsten Grad einer Umlenkung des Risses aufweist, als Bezugslinie festlegt.
Laserbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Kandidatenlinien-Festlegungseinheit für das zu bearbeitende Objekt die vorgegebene Anzahl der Kandidatenlinien, die sich in voneinander verschiedenen vorgegebenen Richtungen erstrecken, mithilfe einer Orientierungsfläche als Bezug festlegt, mit der das zu bearbeitende Objekt ausgestattet ist.
Laserbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Kandidatenlinien-Festlegungseinheit auf Grundlage des Bildes des Risses, das durch die Bildgebungseinheit abgebildet worden ist, nacheinander die Mehrzahl von Kandidatenlinien für das zu bearbeitende Objekt festlegt, bis ein Grad der Umlenkung des Risses in einen vorgegebenen Bereich fällt, und die Bezugslinien-Festlegungseinheit für das zu bearbeitende Objekt eine der Kandidatenlinien, deren Grad der Umlenkung des Risses in den vorgegebenen Bereich fällt, als Bezugslinie festlegt.
Laserbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Kandidatenlinien-Festlegungseinheit für das zu bearbeitende Objekt eine anfängliche Kandidatenlinie mithilfe einer Orientierungsfläche als Bezug festlegt, mit der das zu bearbeitende Objekt ausgestattet ist.
Laserbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, die des Weiteren aufweist eine Speichereinheit, die eine Beziehung zwischen einem Winkel, der durch die Kandidatenlinie im Hinblick auf die Kristallorientierung ausgebildet wird, und einem Grad der Umlenkung des Risses im Voraus speichert.
Laserbearbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Kandidatenlinien-Festlegungseinheit für das zu bearbeitende Objekt die Mehrzahl von Kandidatenlinien festlegt, die unterschiedliche Winkel aufweisen, die im Hinblick auf eine Bezugsrichtung ausgebildet sind, die Bezugslinien-Festlegungseinheit eine Neigungsrichtung erkennt, in der der Riss jeder der Mehrzahl von Kandidatenlinien im Hinblick auf eine entsprechende der Kandidatenlinien geneigt ist, und die Bezugslinien-Festlegungseinheit die Bezugslinie für das zu bearbeitende Objekt auf Grundlage einer ersten Kandidatenlinie, deren Neigungsrichtung des Risses sich auf einer Seite einer entsprechenden der Kandidatenlinien befindet und die einen kleinsten oder größten Winkel aufweist, der im Hinblick auf die Bezugsrichtung ausgebildet ist, und einer zweiten Kandidatenlinie, deren Neigungsrichtung des Risses sich auf einer weiteren Seite einer entsprechenden der Kandidatenlinien befindet und die einen kleinsten oder größten Winkel aufweist, der im Hinblick auf die Bezugsrichtung ausgebildet ist, aus der Mehrzahl von Kandidatenlinien festlegt.
Laserbearbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, die des Weiteren aufweist eine Anzeigeeinheit, die so gestaltet ist, dass sie das Bild des Risses anzeigt, das durch die Bildgebungseinheit abgebildet worden ist.
Laserbearbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Betriebssteuereinheit einen Betrieb des Auflagetisches, der Laserlichtquelle und/oder des konvergierenden optischen Systems so steuert, dass eine Bezugsmarke, die die Kristallorientierung angibt, an dem zu bearbeitenden Objekt entlang der Bezugslinie ausgebildet wird, die durch die Bezugslinien-Festlegungseinheit festgelegt worden ist.
Laserbearbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, die des Weiteren aufweist eine Schneidlinien-Festlegungseinheit, die so gestaltet ist, dass sie für das zu bearbeitende Objekt eine Schneidlinie festgelegt, die sich in einer Richtung parallel zu der Bezugslinie erstreckt, die durch die Bezugslinien-Festlegungseinheit festgelegt worden ist, wobei die Betriebssteuereinheit einen Betrieb des Auflagetisches, der Laserlichtquelle und/oder des konvergierenden optischen Systems so steuert, dass der modifizierte Bereich im Inneren des Substrats entlang der Schneidlinie ausgebildet wird, die durch die Schneidlinien-Festlegungseinheit festgelegt worden ist.
Laserbearbeitungsverfahren, das aufweist: einen ersten Schritt zum Festlegen einer Mehrzahl von Kandidatenlinien, die sich in voneinander verschiedenen Richtungen erstrecken, für ein zu bearbeitendes Objekt, das ein Substrat beinhaltet, das aus einem kristallinen Material hergestellt ist; einen zweiten Schritt zum Konvergieren eines Laserlichts auf das zu bearbeitende Objekt so, dass ein modifizierter Bereich im Inneren des Substrats entlang jeder der Mehrzahl von Kandidatenlinien ausgebildet wird und ein Riss eine vordere Fläche des zu bearbeitenden Objekts von dem modifizierten Bereich aus erreicht; und einen dritten Schritt zum Festlegen einer Bezugslinie für das zu bearbeitende Objekt, die als Linie, die eine Kristallorientierung des Substrats angibt, auf Grundlage eines Zustands des Risses bestimmt wird.
Laserbearbeitungsverfahren nach Anspruch 11, wobei in dem ersten Schritt eine vorgegebene Anzahl der Kandidatenlinien, die sich in voneinander verschiedenen vorgegebenen Richtungen erstrecken, für das zu bearbeitende Objekt festgelegt wird, und in dem dritten Schritt aus der vorgegebenen Anzahl von Kandidatenlinien eine Kandidatenlinie, die einen kleinsten Grad der Umlenkung des Risses aufweist, als Bezugslinie für das zu bearbeitende Objekt festgelegt wird.
Laserbearbeitungsverfahren nach Anspruch 11, wobei in dem ersten Schritt auf Grundlage eines Zustands des Risses die Mehrzahl von Kandidatenlinien nacheinander für das zu bearbeitende Objekt festgelegt wird, bis ein Grad der Umlenkung des Risses in einen vorgegebenen Bereich fällt, und in dem dritten Schritt eine der Kandidatenlinien, deren Grad der Umlenkung des Risses in den vorgegebenen Bereich fällt, als Bezugslinie für das zu bearbeitende Objekt festgelegt wird.
Laserbearbeitungsverfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei in dem ersten Schritt die Mehrzahl von Kandidatenlinien, die unterschiedliche Winkel aufweisen, die im Hinblick auf eine Bezugsrichtung ausgebildet sind, für das zu bearbeitende Objekt festgelegt wird, und in dem dritten Schritt eine Neigungsrichtung erkannt wird, in der der Riss jeder der Mehrzahl von Kandidatenlinien im Hinblick auf eine entsprechende der Kandidatenlinien geneigt ist, und die Bezugslinie für das zu bearbeitende Objekt auf Grundlage einer ersten Kandidatenlinie, deren Neigungsrichtung des Risses sich auf einer Seite einer entsprechenden der Kandidatenlinien befindet und die einen kleinsten oder größten Winkel aufweist, der im Hinblick auf die Bezugsrichtung ausgebildet ist, und einer zweiten Kandidatenlinie, deren Neigungsrichtung des Risses sich auf einer weiteren Seite einer entsprechenden der Kandidatenlinien befindet und die einen kleinsten oder größten Winkel aufweist, der im Hinblick auf die Bezugsrichtung ausgebildet ist, aus der Mehrzahl von Kandidatenlinien festgelegt wird.