DE60313900T2 - Methode zur Trennung von Substraten - Google Patents
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufteilen eines Substrats, das zum Aufteilen eines Substrats, wie beispielsweise eines Halbleitersubstrats im Zuge der Herstellung eines Halbleiterbauelements oder dergleichen, eingesetzt wird.
- Mit dem Kleiner werden der Halbleiterbauelemente in den zurückliegenden Jahren treten Fälle auf, bei denen ein Halbleitersubstrat im Zuge der Herstellung eines Halbleiterbauelements auf eine Dicke von mehreren zehn Mikrometern gedünnt wird. Wenn ein solcherart gedünntes Halbleitersubstrat mit einer Schneide geschnitten und aufgeteilt wird, treten häufiger Absplitterungen und Rissbildungen auf als im Falle eines dickeren Halbleitersubstrats, wodurch sich das Problem ergibt, dass sich die Ausbeute der beim Aufteilen des Halbleitersubstrats erhaltenen Halbleiterchips verringert.
- Als Verfahren zur Aufteilung eines Halbleitersubstrats zur Lösung derartiger Probleme sind solche bekannt, die in den
japanischen Patentanmeldungen 64-38209 62-4341 - In den in diesen Veröffentlichungen beschriebenen Verfahren wird an der vorderen Seite eines Halbleitersubstrats, das an Vorderseite mit einer Funktionseinheit versehen ist, mit einem Schneider eine Rille eingeritzt. Anschließend wird, um das Halbleitersubstrat zu fixieren, an der Vorderseite eine Klebefolie angebracht und die Rückseite des Halbleitersubstrats soweit geschliffen, bis die zuvor ausgebildete Rille freigelegt ist. Dabei wird das Halbleitersubstrat gedünnt und das Halbleitersubstrat aufgeteilt.
- Die Druckschrift
US-A-5,543,365 offenbart ein Verfahren zum Aufteilen eines Substrats, worin in den Siliciumwafer ein Kanal geätzt wird, um einzelne Plättchen zu erhalten. Ein Laser wird unterhalb der Oberfläche des Kanals fokussiert, um in dem Kanal eine Ansammlung von geschmolzenem Siliciummaterial zu erzeugen. Ein Teil der Ansammlung wird schnell gekühlt, um bildet einen Streifen aus Polysilicium auszubilden, der zum Trennen der Plättchen anschließend angeritzt wird. - Wenn das Schleifen der Rückseite des Halbleitersubstrats mit den in den oben erwähnten Veröffentlichungen beschriebenen Oberflächenschleifverfahren durchgeführt wird, können jedoch, wenn die oberflächengeschliffene Seite die Rille erreicht, an den Seitenflächen der zuvor in dem Halbleitersubstrat gebildeten Spur Absplitterungen und Rissbildungen auftreten.
- In Anbetracht eines solchen Umstands besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein Verfahren zur Aufteilung eines Substrats anzugeben, das dem Auftreten von Absplitterungen und Rissbildungen vorbeugt, ein Substrat dünnt und aufteilt.
- Zur Lösung der oben erwähnten Aufgabe weist das erfindungsgemäße Verfahren zur Aufteilung eines Substrats die in Anspruch 1 dargelegten Schritte auf.
- Da das Substrat bei diesem Verfahren zur Aufteilung des Substrats so mit Laserlicht bestrahlt wird, dass während des Schritts zur Ausbildung eines Schnittansatzpunktbereichs, um innerhalb des Sub strats ein Phänomen der Multiphotonabsorption hervorzubringen, innerhalb des Substrats ein Lichtkonvergenzpunkt angeordnet wird, wodurch ein modifiziertes Gebiet gebildet wird und das modifizierte Gebiet einen Schnittansatzpunktbereich innerhalb des Substrats entlang einer gewünschten Strecke aufweisen kann, entlang derer das Substrat zum Schneiden des Substrats geschnitten werden soll. Wenn innerhalb des Substrats ein Schnittansatzpunktbereich gebildet wird, wird ausgehend von dem als Ausgangspunkt fungierenden Schnittansatzpunktbereich ohne äußere Einwirkung oder unter Ausübung einer relativ geringen Kraft darauf in dem Substrat ein Bruch in Richtung dessen Dickenausdehnung erzeugt.
- In dem Schritt zum Dünnen des Substrats wird das Substrat zum Beispiel in der Art geschliffen, dass das Substrat eine vorgegebene Dicke annimmt nachdem der Schnittansatzpunktbereich innerhalb des Substrats ausgebildet wurde. Hierbei bleiben die durch den Bruch geschnittenen Schnittflächen des Substrats, selbst wenn die geschliffene Oberfläche den als Ansatzpunkt fungierenden Schnittansatzpunktbereich erzeugte Fraktur erreicht, in engem Kontakt zueinander, wodurch einem Absplittern oder einer Rissbildung des Substrats während des Dünnens vorgebeugt werden kann.
- Dadurch kann dem Auftreten von Absplitterungen und der Rissbildungen vorgebeugt und das Substrat gedünnt und aufgeteilt werden.
- Als Lichtkonvergenzpunkt wird hierbei eine Stelle bezeichnet, an der das Laserlicht konvergiert. Das Dünnen umfasst Spanen, Polieren, chemisches Ätzen und dergleichen. Als Schnittansatzpunktbereich wird ein Bereich bezeichnet, der den Ansatzpunkt beim Schneiden des Substrats bildet. Daher bildet der Schnittansatzpunktbereich einen zu schneidenden Teil, an dem das Schneiden im Substrat ausgeführt wird. Der Schnittansatzpunktbereich kann durch kontinuierliches Ausbilden eines modifizierten Bereichs oder durch diskontinuierliches Ausbilden eines modifizierten Bereichs erstellt werden.
- Das Substrat umfasst Halbleitersubstrate wie beispielsweise Siliciumsubstrate und GaAs-Substrate und isolierende Substrate wie beispielsweise Saphirsubstrate und AlN-Substrate. Bei einem von einem Halbleitersubstrat gebildeten Substrat, stellt ein geschmolzenes Bearbeitungsgebiet ein Beispiel eines modifizierten Gebiets dar. Andernfalls kann das Substrat von einem isolierenden Substrat gebildet werden.
- Vorzugsweise wird an der Vorderseite des Substrats eine Funktionseinheit ausgebildet und die Rückseite des Substrats wird beim Schritt zum Dünnen des Substrats geschliffen. Da das Substrat nach der Ausbildung der Funktionseinheit gedünnt werden kann, kann zum Beispiel ein gedünnter Chip erhalten werden, der einem Halbleiterbauelement geringerer Größe entspricht. Die Funktionseinheit betrifft hierbei Licht empfangende Bauelemente wie beispielsweise Fotodioden, Licht emittierende Bauelemente wie beispielsweise Laserdioden, als Schaltkreise ausgeführte Schaltungen, usw..
- Vorzugsweise umfasst der Schritt zum Dünnen des Substrats einen Schritt, der die Rückseite des Substrats einer chemischen Ätzung unterzieht. Die Rückseite des Substrats wird natürlich glatter, wenn die Rückseite des Substrats einer chemischen Ätzung ausgesetzt wird. Da sich außerdem die von dem als Ansatzpunkt fungierenden Schnittansatzpunktbereich erzeugten Bruch geschnittenen Schnittflächen in engem Kontakt zueinander befinden, werden, um sie anzufasen, nur die Randbereiche an der Rückseite der Schnittflächen selektiv geätzt. Dies kann die Querbruchfestigkeit der durch Aufteilung des Substrats erhaltenen Chips verbessern und dem Auftreten von Absplitterungen und Rissbildungen in den Chips vorbeugen.
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1 stellt eine Draufsicht auf ein im Laufe einer Laserbehandlung mit dem Laserbehandlungsverfahren nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu bearbeitendes Objekt dar; -
2 stellt einen Querschnitt des zu behandelnden Objekts entlang der Linie II-II von1 dar; -
3 stellt eine Draufsicht auf das nach einer Laserbehandlung mit dem Laserbehandlungsverfahren gemäß der Ausführungsform zu behandelnde Objekt dar; -
4 stellt einen Querschnitt des zu behandelnden Objekts entlang der Linie IV-IV von3 dar; -
5 stellt einen Querschnitt des zu behandelnden Objekts entlang der Linie V-V von3 dar; -
6 stellt eine Draufsicht auf das zu behandelnde Objekt dar, das mit dem Laserbehandlungsverfahren gemäß der Ausführungsform geschnitten wurde; -
7 stellt ein Diagramm dar, das die Beziehungen zwischen der Intensität des elektrischen Feldes und der Größe der Rissstellen bei einem Laserbehandlungsverfahren gemäß der Ausführungsform zeigt; -
8 zeigt einen Querschnitt des in einem ersten Schritt des Laserbehandlungsverfahrens gemäß der Ausführungsform zu behandelnden Objekts; -
9 zeigt einen Querschnitt des in einem zweiten Schritt des Laserbehandlungsverfahrens gemäß der Ausführungsform zu behandelnden Objekts; -
10 zeigt einen Querschnitt des in einem dritten Schritt des Laserbehandlungsverfahrens gemäß der Ausführungsform zu behandelnden Objekts; -
11 zeigt einen Querschnitt des in einem vierten Schritt des Laserbehandlungsverfahrens gemäß der Ausführungsform zu behandelnden Objekts; -
12 zeigt eine Fotografie eines Schnittbereichs von einem Teil eines Siliciumwafers, der mit dem Laserbehandlungsverfahren gemäß der Ausführungsform geschnitten wurde; -
13 zeigt ein Diagramm, das die Beziehungen zwischen der Wellenlänge des Laserlichts und der dem Siliciumsubstrat eigenen Durchlässigkeit bei dem Laserbehandlungsverfahren gemäß der Ausführungsform darstellt; -
14 stellt eine schematische Darstellung der Laserbehandlungs vorrichtung gemäß dem Beispiel 1 dar;; -
15 stellt ein Flussdiagramm zur Erläuterung des Laserbehandlungsverfahrens gemäß Beispiel 1 dar; -
16 zeigt eine Ansicht des Halbleitersubstrats nach dem Schritt zur Ausbildung des Schnittansatzpunktbereichs gemäß Beispiel 1; -
17 ist eine Darstellung zur Erläuterung eines Schritts zum Anbringen einer Schutzfolie gemäß Beispiel 1; -
18 ist eine Darstellung zur Erläuterung eines Schritts zum Dünnen des Halbleitersubstrats gemäß Beispiel 1; -
19 ist eine Darstellung zur Erläuterung eines Schritts zum Anbringen einer Dehnungsfolie gemäß Beispiel 1; -
20 ist eine Darstellung zur Erläuterung eines Schritts zum Abziehen der Schutzfolie gemäß Beispiel 1; -
21 ist eine Darstellung zur Erläuterung eines Schritts zum Dehnen der Dehnungsfolie und zum Aufnehmen der Halbleiterchips gemäß Beispiel 1; -
22 ist eine Darstellung, die die an der Rückseite des Halbleiterchips an den Randbereichen der Schnittflächen ausgebildeten Fasen nach dem Schritt zum Dünnen des Halbleitersubstrats gemäß Beispiel 1 zeigt; -
23A ist eine Darstellung zur Erläuterung eines Falls, bei dem nach dem Schritt zum Dünnen des Halbleitersubstrats gemäß Beispiel 1 ein geschmolzener Bearbeitungsbereich in einer Schnittfläche eines Halbleiterchips verbleibt, während ein Bruch die Vorderseite vor dem Schritt zum Dünnen des Halbleitersubstrats erreicht; -
23B ist eine Darstellung zur Erläuterung eines Falls, bei dem nach dem Schritt zum Dünnen des Halbleitersubstrats gemäß Beispiel 1 ein geschmolzener Bearbeitungsbereich in einer Schnittfläche eines Halbleiterchips verbleibt, während ein Bruch die Vorderseite vor dem Schritt zum Dünnen des Halbleitersubstrats nicht erreicht; -
24A ist eine Darstellung zur Erläuterung eines Falls, bei dem nach dem Schritt zum Dünnen des Halbleitersubstrats gemäß Beispiel 1 kein geschmolzener Bearbeitungsbereich in der Schnittfläche eines Halbleiterchips verbleibt, während ein Bruch die Vorderseite vor dem Schritt zum Dünnen des Halbleitersubstrats erreicht; -
24B ist eine Darstellung zur Erläuterung eines Falls, bei dem nach dem Schritt zum Dünnen des Halbleitersubstrats gemäß Beispiel 1 kein geschmolzener Bearbeitungsbereich in einer Schnittfläche eines Halbleiterchips verbleibt, während eine Fraktur die Vorderseite vor dem Schritt zum Dünnen des Halbleitersubstrats nicht erreicht; -
25A ist eine Darstellung zur Erläuterung eines Falls, bei dem nach dem Schritt zum Dünnen des Halbleitersubstrats gemäß Beispiel 1 ein geschmolzener Bearbeitungsbereich in einem Randbereich an der Rückseite einer Schnittfläche eines Halbleiterchips verbleibt, während ein Bruch die Vorderseite vor dem Schritt zum Dünnen des Halbleitersubstrats erreicht; -
25B ist eine Darstellung zur Erläuterung eines Falls, bei dem nach dem Schritt zum Dünnen des Halbleitersubstrats gemäß Beispiel 1 ein geschmolzener Bearbeitungsbereich in einem Randbereich an der Rückseite einer Schnittfläche eines Halbleiterchips verbleibt, während ein Bruch die Vorderseite vor dem Schritt zum Dünnen des Halbleitersubstrats nicht erreicht; -
26A stellt einen Querschnitt durch einen Randbereich des Halbleitersubstrats vor dem Schritt zum Dünnen des Halbleitersubstrats gemäß Beispiel 1 dar; -
26B stellt einen Querschnitt durch einen Randbereich des Halbleitersubstrats nach dem Schritt zum Dünnen des Halbleitersubstrats gemäß Beispiel 1 dar; -
27 zeigt eine Draufsicht auf ein Saphirsubstrat gemäß Beispiel 2; -
28 zeigt einen Querschnitt zur Erläuterung eines Schritts zur Ausbildung eines Schnittansatzpunktbereichs gemäß Beispiel 2; -
29 zeigt einen Querschnitt zur Erläuterung eines Schritts zur Ausbildung einer Funktionseinheit gemäß Beispiel 2; -
30 zeigt einen Querschnitt zur Erläuterung eines Schritts zum Anbringen einer Schutzfolie gemäß Beispiel 2; -
31 zeigt einen Querschnitt zur Erläuterung eines Schritts zum Schleifen des Saphirsubstrats gemäß Beispiel 2; -
32 zeigt einen Querschnitt zur Erläuterung eines Schritts zum Anbringen einer Dehnungsfolie gemäß Beispiel 2; -
33 zeigt einen Querschnitt zur Erläuterung eines Schritts zum Bestrahlen der Schutzfolie mit UV-Strahlen gemäß Beispiel 2; -
34 zeigt einen Querschnitt zur Erläuterung eines Schritts zum Abziehen der Schutzfolie gemäß Beispiel 2; und -
35 zeigt einen Querschnitt zur Erläuterung eines Schritts zum Dehnen der Dehnungsfolie und Trennen der Halbleiterchips gemäß Beispiel 2. - Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung genauer erläutert. Das diesem Verfahren gemäße Verfahren zum Aufteilen eines Substrats umfasst die Schritte zum Bestrahlen eines Substrats mit Laserlicht so, dass innerhalb des Substrats ein Lichtkonvergenzpunkt angeordnet wird, damit durch Multiphotonabsorption ein geschmolzener Bearbeitungsbereichs innerhalb des Substrats ausgebildet wird. Dadurch wird ein Schnittansatzpunktbereich gebildet, worauf das Substrat anschließend so gedünnt wird, dass das Substrat eine vorgegebene Dicke annimmt.
- Zunächst werden ein Laserbehandlungsverfahren und insbesondere ein Multiphotonabsorptionsverfahren erläutert, das in dem Schritt zur Ausbildung des Schnittansatzpunktbereichs ausgeführt wird.
- Ein Material wird optisch transparent, wenn seine Absorptionsbandlücke EG größer als die Photonenenergie hv ist. Daher ist die Bedingung, dass in dem Material eine Absorption auftritt, hv > EG. Aber auch bei optisch transparenten Materialien erhält man, falls die Intensität des Laserlichts sehr hoch ist, eine Absorption, wenn die Bedingung n·hv > EG (n = 2, 3, 4, ...) erfüllt ist. Dieses Phänomen ist als Multiphotonabsorption bekannt. Im Falle von gepulsten Wellen wird die Intensität des Laserlichts von der Spitzenleistungsdichte (W/cm2) des Laserlichts am Lichtkonvergenzpunkt bestimmt. Die Multiphotonabsorption erfolgt zum Beispiel bei Spitzenleistungsdichten (W/cm2) von 1 × 108 (W/cm2) und darüber. Die Spitzenleistungsdichte wird bestimmt durch (Energie pro Laserlichtimpuls am Lichtkonvergenzpunkt)/(Querschnittsfläche des Laserlichtpunkts × Impulsdauer). Im Falle einer Dauerstrichwelle wird die Intensität des Laserlichts von der elektrischen Feldstärke (W/cm2) des Laserlichts am Lichtkonvergenzpunkt bestimmt.
- Im Folgenden wird das Prinzip der Laserbearbeitung gemäß der eine solche Multiphotonabsorption nutzenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf die
1 bis6 beschrieben.1 zeigt eine Draufsicht auf ein Substrat1 während einer Laserbearbeitung;2 zeigt eine Querschnittsansicht des Substrats1 entlang der Linie II-II von1 ;3 zeigt eine Draufsicht auf das Substrat1 nach der Laserbearbeitung;4 zeigt eine Querschnittsansicht des Substrats1 entlang der Linie IV-IV von3 ;5 zeigt eine Querschnittsansicht des Substrats1 entlang der Linie V-V von3 ; und6 zeigt eine Draufsicht auf das geschnittene Substrat1 . - Wie in den
1 und2 gezeigt, weist die Vorderseite3 des Substrats1 eine Wunschstrecke5 auf, entlang derer das Substrat zum Schneiden des Substrats1 geschnitten werden soll. Die Strecke5 , entlang derer das Substrat geschnitten werden soll, besteht aus einer sich linear erstreckenden virtuellen Strecke (das Substrat1 kann auch mit einer realen Strecke ausgebildet werden, die als die Strecke5 , entlang derer das Substrat geschnitten werden sollte, fungiert). Bei der Laserbearbeitung gemäß dieser Ausführungsform wird das Substrat1 mit Laserlicht L so bestrahlt, dass ein die Bedingung zum Erzeugen einer Multiphotonabsorption erfüllender Lichtkonvergenzpunkt P innerhalb des Halbleitersubstrats1 positioniert wird, dass ein modifizierter Bereich7 geschaffen wird. Der Lichtkonvergenzpunkt wird hierbei von einer Stelle gebildet, an der das Laserlicht L konvergiert. - Um den Lichtkonvergenzpunkt P entlang der Strecke
5 , entlang derer das Substrat geschnitten werden soll, entlang zu führen, wird das Laserlicht L relativ entlang der Strecke5 , entlang der das Substrat geschnitten werden soll (in Richtung des Pfeils A) geführt. Der modifizierte Bereich7 wird entlang der Strecke5 , entlang der das Substrat geschnitten werden soll, daher, wie es in den3 und5 dargestellt ist, nur innerhalb des Substrats1 geschaffen, wobei der modifizierte Bereich7 einen Schnittansatzpunktbereich8 (zu schneidender Abschnitt) ausbildet. Bei dem Laserbearbeitungsverfahren gemäß dieser Ausführungsform wird während Aufheizen des Substrats1 , das das Substrat1 zur Absorption des Laserlichts L veranlasst, kein modifizierter Bereich7 geschaffen. Stattdessen durchdringt das La serlicht L das Halbleitersubstrat1 , um innerhalb des Halbleitersubstrats1 eine Multiphotonabsorption zu erzeugen, worüber der modifizierte Bereich7 geschaffen wird. An der Vorderseite3 des Halbleitersubstrats1 wird das Laserlicht L daher kaum absorbiert, so dass die Vorderseite3 des Halbleitersubstrats1 nicht aufschmilzt. - Wenn beim Schneiden des Substrats
1 an einer zu schneidenden Stelle ein Ansatzpunkt existiert, bricht das Substrat1 von diesem Ansatzpunkt ausgehend und kann daher mit einer relativ geringem Kraftaufwand wie in6 gezeigt geschnitten werden. Dies ermöglicht es das Substrat1 zu schneiden, ohne dass an der Vorderseite3 des Substrats unnötige Brüche erzeugt werden. - Es seien die folgenden beiden Arten zum Schneiden des Substrats ausgehend von dem als Ansatzpunkt fungierenden Schnittansatzpunktbereich gegeben zu sein. Der erste Fall besteht darin, dass nach dem Ausbilden des Schnittansatzpunktbereichs eine Kraft von außen auf das Substrat ausgeübt wird, so dass das Substrat ausgehend von dem als Ansatzpunkt fungierenden Schnittansatzpunktbereich bricht und das Substrat so schneidet. Dies ist zum Beispiel das Schneiden für den Fall, wenn das Substrat eine große Dicke aufweist. Das Ausüben einer äußeren Kraft umfasst zum Beispiel das Ausüben einer Biegebelastung und einer Scherbelastung entlang des Schnittansatzpunktbereichs des Substrats und das Schaffen einer Temperaturdifferenz über dem Substrat zum Erzeugen einer thermischen Belastung. Der andere Fall betrifft die Bildung eines Schnittansatzpunktbereichs so, dass das Substrat ohne äußere Einwirkung in Querschnittsrichtung (Richtung der Dickenausdehnung) des Substrats von dem als Ansatzpunkt fungierenden Schnittansatzpunktbe reich ausgehend gebrochen wird und das Substrat so schneidet. Dies ist bei einem Substrat geringer Dicke zum Beispiel durch die Bildung des Schnittansatzpunktbereichs in Form einer einzelnen Reihe modifizierter Bereiche möglich und bei Substraten großer Dicke durch die Ausbildung in Form einer Vielzahl von entlang der Richtung der Dickenausdehnung des Substrats angeordneten Reihen modifizierter Bereiche.
- Auch im Falle eines Brechens ohne äußere Einwirkung erstrecken sich die Brüche an einer nicht mit dem Schnittansatzpunktbereich des zu schneidenden Abschnitts gebildeten Stelle nicht bis zur Vorderseite, wodurch nur der Teil der Stelle gebrochen werden kann, der dem mit dem Schnittansatzpunktbereich gebildeten entspricht. So kann das Brechen gut gesteuert werden. Ein solch vorteilhaft steuerbares Brechverfahren ist ziemlich effizient, da Halbleitersubstrate, wie beispielsweise Siliciumwafer, neuerdings tendenziell immer dünner werden.
- Der in dieser Ausführungsform durch Multiphotonabsorption gebildete modifizierte Bereich umfasst die folgenden Fälle (1) bis (3):
- (1) Fall, worin der modifizierte Bereich einen Rissbereich bildet, der einen oder eine Vielzahl von Rissen umfasst (nicht Bestandteil der beanspruchten Erfindung).
- Ein Substrat (z. B. ein Glas oder ein als LiTaO3 gefertigtes piezoelektrisches Material) wird mit Laserlicht so bestrahlt, dass dessen darin positionierter Lichtkonvergenzpunkt die Bedingung einer Intensität des elektrischen Feldes von zumindest 1 × 108 (W/cm2) am Lichtkonvergenzpunkt und einer Pulsdauer von 1 μs oder weniger erfüllt. Die Pulsdauer ist eine Bedingung dafür, dass der Bruchbereich bei der Erzeugung der Multiphotonabsorption nur innerhalb des Substrats gebildet werden kann und keine unnötigen Substratbeschädigungen verursacht werden. Hierdurch wird das Phänomen eines auf Multiphotonabsorption in dem Substrat zurückzuführenden optischen Schadens erzeugt. Dieser optische Schaden induziert eine thermische Verwerfung innerhalb des Substrats, wodurch darin ein Bruchgebiet ausgebildet wird. Die obere Grenze der Intensität des elektrischen Feldes beträgt zum Beispiel 1 × 1012 (W/cm2). Die Pulsdauer beträgt vorzugsweise 1 bis 200 ns. Die Ausbildung eines Bruchbereichs durch Multiphotonabsorption wird zum Beispiel in "Internal Marking of Glass Substrate by Solid-state Laser Harmonics", Proceedings of 45th Laser Materials Processing Conference (Dezember 1998), Seite 23-28, beschrieben.
- Die Erfinder bestimmten die Beziehungen zwischen der elektrischen Feldintensität und der Bruchgröße durch ein Experiment. Die experimentellen Bedingungen sind wie folgt:
- (A) Substrat: Pyrex-(registrierte Marke) Glas (mit einer Dicke von 700 μm)
- (B) Laser Lichtquelle: Halbleiterlaser gepumpter Nd:YAG Laser Wellenlänge: 1064 nm Querschnittsfläche des Laserlichtpunkts: 3,14 × 10-8 cm2 Schwingungsmodus: Gütegeschalteter Impuls Wiederholungsfrequenz: 100 kHz Pulsdauer: 30 ns Ausgangsleistung: Ausgangsleistung < 1 mJ/Impuls Qualität des Laserlichts: TEM00 Polarisationseigenschaften: linear polarisiert
- (C) Lichtkonvergenzlinse Durchlässigkeit bezüglich der Wellenlänge des Laserlichts: 60 %
- (D) Verschiebegeschwindigkeit eines Tischhalterung zum Halten des Substrats: 100 mm/sec
- Die Lichtqualität TEM00 zeigt hierbei an, dass die Lichtkonvergenz so hoch ist, dass Licht auf etwa die Wellenlänge des Laserlichts konvergiert werden kann.
- Das Diagramm der
7 zeigt die Ergebnisse des oben erwähnten Experiments. Die Abszisse gibt die Spitzenleistungsdichte an. Da das Laserlicht ein gepulstes Laserlicht ist, wird dessen Intensität des elektrischen Feldes von der Spitzenleistungsdichte repräsentiert. Die Ordinate gib die Größe eines Bruchabschnitts (Bruchstelle) an, der in dem mit einem Impuls des Laserlichts bearbeiteten Substrat ausgebildet wird. Die Bruchstellen sammeln sich an und bilden so den Bruchbereich aus. Die Größe einer Bruchstelle bezieht sich auf den Teil der Abmessungen der Bruchstelle, der die maximale Länge besitzt. Die mit den schwarz ausgefüllten Kreisen markierten Daten in dem Diagramm beziehen sich auf einen Fall, bei dem die Licht konvergierende Linse (C) eine Vergrößerung von 100 und eine numerische Apertur (NA) von 0,80 aufweist. Dem gegenüber beziehen sich die mit den weiß ausgefüllten Kreisen in dem Diagramm markierten Daten auf einen Fall, bei dem die Licht konvergierende Linse (C) eine Vergrößerung von 50 und eine numerische Apertur (NA) von 0,55 aufweist. Es wurde beobachtet, dass die ersten Bruchstellen im Substrat auftreten, wenn die Spitzenleistungsdichte ungefähr 1011 (W/cm2) erreicht, und dass sie mit zunehmender Spitzenleistungsdichte größer werden. - Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die
8 bis11 ein Mechanismus erläutert, durch den das Substrat bei einer Ausbildung eines Bruchgebiets mit einer Laserbearbeitung gemäß dieser Ausführungsform geschnitten wird. Wie in8 gezeigt, wird das Substrat1 mit Laserlicht L so bestrahlt, dass ein die Bedingung für das Auftreten einer Multiphotonabsorption erfüllender Lichtkonvergenzpunkt P innerhalb des Substrats1 positioniert wird, um darin entlang einer Strecke, entlang derer das Substrat geschnitten werden soll, einen Bruchbereich9 auszubilden. Der Bruchbereich9 ist ein Bereich, der einen oder eine Vielzahl von Bruchstellen umfasst. Das Bruchbereich9 bildet einen Schnittansatzpunktbereich. Wie in9 gezeigt, wächst der Bruch unter Verwendung des Bruchbereichs9 als Ansatzpunkt (d. h. Verwenden des Schnittansatzpunktbereichs als Ansatzpunkt) weiter an. Wie in10 gezeigt, erreicht der Bruch die Vorderseite3 und die Rückseite21 des Substrats1 . Wie in11 gezeigt, bricht das Substrat, so dass es geschnitten ist. Der die Vorderseite und Rückseite des Substrats erreichende Bruch kann ohne äußere Einwirkung oder durch Ausüben einer Kraft auf das Substrat wachsen. - (2) Fall, bei dem der modifizierte Bereich ein geschmolzener Bearbeitungsbereich ist.
- Ein Substrat (z. B. ein Halbleitermaterial wie beispielsweise Silicium) wird mit Laserlicht so bestrahlt, dass dessen darin positionierter Lichtkonvergenzpunkt die Bedingung einer Intensität des elektrischen Feldes von zumindest 1 × 108 (W/cm2) am Lichtkonvergenzpunkt und einer Pulsdauer von 1 μs oder weniger erfüllt. Als Folge davon wird das Innere des Substrats durch Multiphotonabsorption lokal aufgeheizt. Dieses Aufheizen bildet innerhalb des Substrats einen geschmolzenen Bearbeitungsbereich aus. Der geschmolzene Bearbeitungsbereich bezeichnet einen Bereich, der einmal geschmolzen und dann wieder verfestigt wurde, einen noch im geschmolzenen Zustand befindlichen Bereich, oder einen Bereich während des Verfestigens aus dem geschmolzenen Zustand, und kann auch als phasenveränderter Bereich oder als ein Bereich definiert werden, dessen Kristallstruktur sich verändert hat. Der geschmolzene Bearbeitungsbereich kann auch als Bereich angesehen werden, in dem sich eine bestimmte Struktur sich in eine andere Struktur monokristallinen, amorphen oder polykristallinen Aufbaus umgewandelt hat. Und zwar bezeichnet sie zum Beispiel einen Bereich, worin sich eine monokristalline Struktur in eine amorphe Struktur umgewandelt hat, einen Bereich, in dem sich eine monokristalline Struktur in eine polykristalline Struktur umgewandelt hat, und einen Bereich, in dem sich eine monokristalline Struktur in eine Struktur umgewandelt hat, die eine amorphe Struktur und eine polykristalline Struktur umfasst. Wenn das Substrat von einer monokristallinen Siliciumstruktur gebildet wird, dann wird der geschmolzene Bearbeitungsbereich zum Beispiel von einer amorphen Siliciumstruktur gebildet. Die obere Grenze der Intensität des elektrischen Feldes beträgt zum Beispiel 1 × 1012 (W/cm2). Die Pulsdauer beträgt vorzugsweise zum Beispiel 1 bis 200 ns.
- Die Erfinder haben durch ein Experiment bestätigt, dass innerhalb eines Siliciumwafers ein geschmolzener Bearbeitungsbereich ausgebildet wird.
- Die experimentellen Bedingungen sind wie folgt:
- (A) Substrat: Siliciumwafer (mit einer Dicke von 350 μm und einem Außendurchmesser von 4 Zoll (ca. 10 cm))
- (B) Laser Lichtquelle: Halbleiterlaser gepumpter Nd:YAG Laser Wellenlänge: 1064 nm Querschnittsfläche des Laserlichtpunkts: 3,14 ×10-8 cm2 Schwingungsmodus: Gütegeschalteter Impuls Wiederholungsfrequenz: 100 kHz Pulsdauer: 30 ns Ausgangsleistung: 20 μJ/Impuls Qualität des Laserlichts: TEM00 Polarisationseigenschaften: linear polarisiert
- (C) Lichtkonvergenzlinse Vergrößerung: 50 N. A.: 0,55 Durchlässigkeit bezüglich der Wellenlänge des Laserlichts: 60 %
- (D) Verschiebegeschwindigkeit der Tischhalterung zur Befestigung des Substrats: 100 mm/sec
- Die Darstellung der
12 zeigt eine Fotografie eines Schnittbereichs in ein einem Teil eines durch Laserbearbeitung unter den oben angegebenen Bedingungen geschnittenen Siliciumwafers. Innerhalb des Siliciumwafers11 ist ein geschmolzener Bearbeitungsbereich13 ausgebildet. Die Größe des geschmolzenen Bearbeitungsbereichs13 , der unter den oben angegebenen Bedingungen gebildet wurde, beträgt ungefähr 100 μm in Richtung der Dicke. - Im Folgenden wird die Tatsache, dass der geschmolzene Bearbeitungsbereich
13 durch Multiphotonabsorption ausgebildet wird, erläutert. Das Diagramm der13 zeigt die Beziehungen zwischen der Wellenlänge des Laserlichts und der Durchlässigkeit des Siliciumsubstrats. Reflektionskomponenten an jeweils der Vorderseite und der Rückseite des Siliciumsubstrats wurden eliminiert, so dass nur die Materialdurchlässigkeit dargestellt ist. Die oben angegebenen Beziehungen sind für die Fälle gezeigt, bei denen die Dicke t des Siliciumsubstrats jeweils 50 μm, 100 μm, 200 μm, 500 μm und 1000 μm beträgt. - Man kann zum Beispiel sehen, dass bei einer Dicke des Siliciumsubstrats von 500 μm oder weniger 80 % eines Laserlichts mit 1064 nm, das ist die Wellenlänge des Nd:YAG-Lasers, das Siliciumsubstrat durchdringen. Da der in
12 dargestellte Siliciumwafer11 eine Dicke von 350 μm aufweist, wird der mittels der Multiphotonabsorption geschaffene geschmolzene Bearbeitungsbereich13 nahe zur Mitte des Siliciumwafers gebildet, d. h. in einem Abschnitt, der von der Vorderseite 175 μm entfernt ist. Bei einem Siliciumwafer mit einer Dicke von 200 μm beträgt die Durchlässigkeit in diesem Fall 90 % oder mehr, wobei das Laserlicht innerhalb des Siliciumwafers11 nur geringfügig absorbiert wird und im Wesentlichen hindurchgeht. Dies bedeutet, dass der geschmolzene Bearbeitungsbereich13 nicht durch Absorption des Laserlichts innerhalb des Siliciumwafers11 (d. h. nicht durch gewöhnliches Aufheizen mittels Laserlicht gebildet wird) gebildet wird, sondern durch Multiphotonabsorption. Die Ausbildung eines geschmolzenen Bearbeitungsbereichs durch Multiphotonabsorption wird zum Beispiel in "Processing Characteristic Evaluation of Silicon by Picosecond Pulse Laser", Preprints of the National Meeting of Japan Welding Society, Nr. 66 (April 2000), Seite 72-73, beschrieben. - In Querschnittsrichtung wird hierbei ein Bruch unter Verwendung eines geschmolzenen Bearbeitungsbereichs als Ansatzpunkt erzeugt, wobei der Siliciumwafer geschnitten wird, wenn der Bruch die Vorderseite und die Rückseite des Siliciumwafers erreicht. Der die Vorderseite und die Rückseite des Siliciumwafers erreichende Bruch kann ohne äußere Einwirkung wachsen oder wachsen, indem auf den Siliciumwafer eine Kraft ausgeübt wird. Der Bruch wächst ohne äußere Einwirkung von dem Schnittansatzpunktbereich zur Vorderseite und Rückseite des Siliciumwafers in jedem der Fälle, bei denen der Bruch von dem geschmolzenen Bearbeitungsbereich in einen geschmolzenen Zustand wächst und bei denen der Bruch von dem geschmolzenen Bearbeitungsbereich während der Wiederverfestigung aus dem geschmolzenen Zustand wächst. In jedem dieser Fälle wird der geschmolzene Bearbeitungsbereich nur innerhalb des Siliciumwafers ausgebildet. Der geschmolzene Bearbeitungsbereich ist in dem Schnittbereich nach dem Schneiden, wie in
12 gezeigt, nur innerhalb dessen ausgebildet. Wenn ein geschmolzener Bearbeitungsbereich innerhalb des Substrats gebildet wird, treten zurzeit der Bruchbildung kaum unnötige Brüche auf, die von der Strecke, entlang der das Substrat geschnitten werden soll, abweichen, wodurch die Steuerung des Brechens leichter gemacht wird. - (3) Fall, bei dem der modifizierte Bereich von einem Bereich mit einem geänderten Brechungsindex gebildet wird (nicht Teil der beanspruchten Erfindung).
- Ein Substrat (z. B. Glas) wird mit Laserlicht so bestrahlt, dass dessen darin positionierter Lichtkonvergenzpunkt die Bedingung einer Intensität des elektrischen Feldes von zumindest 1 × 108 (W/cm2) am Lichtkonvergenzpunkt und einer Pulsdauer von 1 μs oder weniger erfüllt. Beim Erzeugen einer Multiphotonabsorption innerhalb des Substrats mit sehr kurzen Pulsdauern wird die von der Multiphotonabsorption verursachte Energie nicht in thermische Energie umgewandelt, so dass innerhalb des Substrats eine permanente Strukturänderung, wie beispielsweise eine Änderung der Valenzen, Kristallisation oder Polarisationsausrichtung induziert wird, wodurch sich ein Bereich mit geändertem Brechungsindex ausbildet. Die obere Grenze der Intensität des elektrischen Feldes beträgt zum Beispiel 1 × 1012 (W/cm2). Die Pulsdauer ist zum Beispiel vorzugsweise 1 ns oder weniger, bevorzugt 1 ps oder weniger. Die Bildung eines Bereichs mit geändertem Brechungsindex durch Multiphotonabsorption wird zum Beispiel in "Formation of Photoinduced Structure within Glass by Femtosecond Laser Irradiatoion", Proceedings of 42th Laser Materials Processing Conference (November 1997), Seite 105-111, beschrieben.
- Die Fälle (1) bis (3) sind vorangehend als durch Multiphotonabsorpti on gebildete modifizierte Bereiche erläutert worden. Wenn ein Schnittansatzpunktbereich wie folgend in Anbracht der Kristallstruktur des Substrats, dessen Spalteigenschaften und dergleichen gebildet wird, kann das Substrat mit einer geringeren Kraft und einer höheren Genauigkeit geschnitten werden, wenn der Schnittansatzpunktbereich als Ansatzpunkt verwendet wird.
- Und zwar ist im Falle eines aus einem monokristallinen Halbleiter mit einer Diamantstruktur, wie zum Beispiel Silicium, gemachten Substrat der Schnittansatzpunktbereich vorzugsweise in einer Richtung entlang der (111) Ebene (erste Spaltebene) oder (110) Ebene (zweite Spaltebene) ausgebildet. Im Falle eines aus einem Verbundhalbleiter der III-V-Familie gefertigten Substrats mit einer Zinkblendestruktur, wie beispielsweise GaAs, wird der Schnittansatzpunktbereich vorzugsweise in einer Richtung entlang der (110) Ebene gebildet. Im Falle eines Substrats mit einer hexagonalen Kristallstruktur, wie beispielsweise Saphir (Al2O3), wird ein Schnittansatzpunktbereich vorzugsweise in einer Richtung entlang der (1120) Ebene (A-Ebene) oder (1100) Ebene (M-Ebene) gebildet, wobei die (0001) Ebene (C-Ebene) als Hauptebene verwendet wird.
- Wenn das Substrat mit einer Ausrichtung gebildet wird, die plan entlang einer mit dem Schnittansatzpunktbereich zu bildenden Richtung verläuft (z. B. in einer Richtung entlang der (111) Ebene im monokristallinen Siliciumsubstrat) oder entlang einer Richtung orthogonal zu der mit dem Schnittansatzpunktbereich zu bildenden Richtung, dann kann der Schnittansatzpunktbereich, der sich entlang der mit dem Schnittansatzpunktbereich zu bildenden Richtung erstreckt, in dem Substrat auf leichte und genaue Art unter Bezugnahme auf die Aus richtungsebene gebildet werden.
- Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf Beispiele eingehender erläutert.
- Beispiel 1
- Im Folgenden wird Beispiel 1 des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Aufteilung eines Substrats erläutert. Beispiel 1 ist auf den Fall gerichtet, bei dem das Substrat
1 von einem Siliciumwafer (mit einer Dicke von 350 μm und einem Außendurchmesser von 4 Zoll (ca. 10 cm)) gebildet wird (im Beispiel 1 wird "Substrat1 " nachfolgend als "Halbleitersubstrat1" bezeichnet), wobei die Vorderseite3 des Halbleitersubstrats1 Bauelementeherstellungsprozess mit einer Vielzahl von funktionellen Bauelementen in einem ausgestaltet wird. - Zunächst wird, bevor ein Schritt zur Ausbildung des Schnittansatzpunktbereichs innerhalb des Halbleitersubstrats
1 erläutert wird, eine in dem Schritt zur Bildung des Schnittansatzpunktbereichs verwendete Laserbearbeitungsvorrichtung unter Bezugnahme auf die14 beschrieben.14 ist eine schematische Darstellung der Laserbearbeitungsvorrichtung100 . - Die Laserbearbeitungsvorrichtung
100 umfasst eine Laserlichtquelle101 zum Erzeugen von Laserlicht L, eine Laserlichtquellensteuerung102 zum Steuern der Laserlichtquelle101 für eine Regulierung der Ausgangsleistung, der Pulsdauer, usw. des Laserlichts L und dergleichen, einen dichroitischen Spiegel103 , der so angeordnet ist, dass er die Ausrichtung der optischen Achse des Laserlichts L um 90° abän dert und die Funktion des Reflektierens des Laserlichts L ausübt, eine Licht konvergierende Linse105 zum Konvergieren des Laserlichts L, das von dem dichroitischen Spiegel103 reflektiert wird, eine Tischhalterung107 zum Haltern des Halbleitersubstrats1 , das mit dem von der Licht konvergierenden Linse105 konvergierten Laserlicht L bestrahlt wird, einen X-Achsen-Tisch109 zum Verfahren der Tischhalterung107 in Richtung der X-Achse, einen Y-Achsen-Tisch111 zum Verfahren der Tischhalterung107 in Richtung der Y-Achse orthogonal zur Richtung der X-Achse, einen Z-Achsen-Tisch113 zum Verfahren der Tischhalterung107 in Richtung der Z-Achse orthogonal zu den Richtungen der X-Achse und der Y-Achse und eine Tischsteuerung115 zur Steuerung des Verfahrens aller drei Tische109 ,111 und113 . - Die Richtung der Z-Achse ist eine zur Vorderseite
3 des Halbleitersubstrats1 orthogonale Richtung und nimmt so die Richtung zur Tiefe der Fokussierebene des Laserlichts L, das auf das Halbleitersubstrat1 auftrifft, an. Daher kann der Lichtkonvergenzpunkt P des Laserlichts L durch Verfahren des Z-Achsen-Tisches113 in Richtung der Z-Achse innerhalb des Halbleitersubstrats1 positioniert werden. Dieses Verfahren des Lichtkonvergenzpunkts P in Richtung der X(Y)-Achse wird durch Verfahren des Halbleitersubstrats1 mit dem X(Y)-Achsentisch109 (111 ) in Richtung der X(Y)-Achse bewirkt. - Die Laserlichtquelle
101 wird von einem gepulstes Laserlicht erzeugenden Nd:YAG-Laser gebildet. Andere, als Laserlichtquelle101 verwendbare bekannte Arten von Lasern umfassen Nd:YVO4-Laser, Nd:YLF-Laser und Titaniumsaphirlaser. Zur Ausbildung eines geschmolzenen Bearbeitungsbereichs werden vorzugsweise Nd:YAG- Laser, Nd:YVO4-Laser und Nd:YLF-Laser verwendet. Auch wenn im Beispiel 1 zur Bearbeitung des Halbleitersubstrats1 gepulstes Laserlicht verwendet wird, kann auch Dauerstrichlaserlicht verwendet werden, sofern es eine Multiphotonabsorption bewirken kann. - Die Laserbearbeitungsvorrichtung
100 umfasst ferner eine Beobachtungslichtquelle117 zum Erzeugen eines sichtbaren Lichtstrahls für die Beleuchtung des Halbleitersubstrats1 , das auf der Tischhalterung107 gehaltert ist, und einen Strahlteiler119 für sichtbares Licht, der auf derselben optischen Achse wie die des dichroitischen Spiegels103 und der Licht konvergierenden Linse105 angeordnet ist. Der dichroitische Spiegel103 ist zwischen dem Strahlteiler119 und der Licht konvergierenden Linse105 angeordnet. Die Funktion des Strahlteilers119 besteht in der Reflektion von etwa der Hälfte des Strahls aus sichtbarem Licht und dem Hindurchlassen der verbleibenden Hälfte, wobei er so angeordnet ist, dass er die optische Achse des Strahls aus sichtbarem Licht um 90° umlenkt. Ungefähr die Hälfte des von der Beobachtungslichtquelle117 erzeugten Strahls aus sichtbarem Licht wird von dem Strahlteiler119 reflektiert und damit wird der reflektierte Strahl aus sichtbarem Licht durch den dichroitischen Spiegel103 und die Licht konvergierende Linse105 hindurch geführt, um die Vorderseite3 des Halbleitersubstrats1 einschließlich der Strecke5 , entlang der das Substrat geschnitten werden soll, und dergleichen zu beleuchten. - Die Laserbearbeitungsvorrichtung
100 umfasst ferner ein Bildaufnahmegerät121 und eine Abbildungslinse123 , die auf derselben optischen Achse wie der Strahlteiler119 , der dichroitische Spiegel103 und die Licht konvergierende Linse105 angeordnet sind. Ein Beispiel für ein Bildaufnahmegerät121 ist eine CCD-Kamera. Das reflektierte Licht des Strahls aus sichtbarem Licht, der die Vorderseite3 einschließlich der Strecke5 , entlang derer das Substrat geschnitten werden soll, und dergleichen beleuchtet hat, wird durch die Licht konvergierende Linse105 , den dichroitischen Spiegel103 und den Strahlteiler119 hindurch geführt, und formt mit Hilfe der Abbildungslinse123 eine Abbildung, wobei die so erstellte Abbildung von dem Bildaufnahmegerät121 erfasst wird, um Bilddaten hervorzubringen. - Die Laserbearbeitungsvorrichtung
100 umfasst ferner einen Bilddatenprozessor125 zur Eingabe der von dem Bildaufnahmegerät121 ausgegebenen Bilddaten, eine allgemeine Steuerung127 zur Steuerung der Laserbearbeitungsvorrichtung100 als Ganzes, und einen Monitor129 . Der Bilddatenprozessor125 berechnet den Bilddaten entsprechend die Fokuspunktdaten zur Positionierung des von der Beobachtungslichtquelle117 auf der Vorderseite3 erzeugten Fokuspunkts des sichtbaren Lichts. Die Tischsteuerung115 steuert das Verfahren des Z-Achsen-Tisches113 entsprechend den Fokuspunktdaten so, dass der Fokuspunkt des sichtbaren Lichts auf der Vorderseite3 positioniert wird. Daher dient der Bilddatenprozessor125 als Autofokuseinheit. Außerdem berechnet der Bilddatenprozessor125 den Bilddaten entsprechende Bilddaten, wie beispielsweise eine vergrößerte Abbildung der Vorderseite3 . Die Bilddaten werden an die allgemeine Steuerung127 gesandt, darin verschiedenen Arten der Bearbeitung unterworfen und dann an den Monitor129 gesandt. In der Folge wird auf dem Monitor129 ein vergrößertes Bild oder dergleichen dargestellt. - In die allgemeine Steuerung
127 werden Daten der Tischsteuerung115 , Bilddaten von dem Bilddatenprozessor125 und dergleichen eingespeist. Entsprechend diesen Daten steuert die allgemeine Steuerung127 außerdem die Laserlichtquellensteuerung102 , die Beobachtungslichtquelle117 und die Tischsteuerung115 , wodurch die Laserbearbeitungsvorrichtung100 als Ganzes gesteuert wird. Damit wird die allgemeine Steuerung127 als Computereinheit betrieben. - Unter Bezugnahme auf die
14 und15 wird ein Schritt zur Ausbildung des Schnittansatzpunktbereichs für den Fall der Verwendung der oben angegebenen Laserbearbeitungsvorrichtung100 erläutert.15 ist ein Flussdiagramm zur Erläuterung des Schritts zur Ausbildung des Schnittansatzpunktbereichs. - Die Lichtabsorptionseigenschaften des Halbleitersubstrats
1 werden mit einem Spektrophotometer oder dergleichen bestimmt, welches nicht dargestellt ist. Den Messergebnissen entsprechend wird eine Laserlichtquelle101 gewählt, die Laserlicht L bei einer Wellenlänge erzeugt, bei der das Halbleitersubstrat1 transparent ist oder eine geringe Absorption aufweist (S101). Anschließend wird die Dicke des Halbleitersubstrats1 gemessen. Den Messergebnissen für die Dicke und den Brechungsindex des Halbleitersubstrats1 entsprechend wird der Verfahrweg des Halbleitersubstrats1 in Richtung der Z-Achse bestimmt (S103). Dies ist ein auf den an der Vorderseite3 des Halbleitersubstrats1 positionierten Lichtkonvergenzpunkt P des Laserlichts L bezogener Verfahrweg des Halbleitersubstrats1 in Richtung der Z-Achse zur Positionierung des Lichtkonvergenzpunkts P des Laserlichts L innerhalb des Halbleitersubstrats1 . Dieser Verfahrweg wird in die allgemeine Steuerung127 eingegeben. - Das Halbleitersubstrat
1 wird auf der Tischhalterung107 der Laserbearbeitungsvorrichtung100 angebracht. Nachfolgend wird zur Beleuchtung des Halbleitersubstrats1 von der Beobachtungslichtquelle117 sichtbares Licht erzeugt (S105). Die beleuchtete Vorderseite3 des Halbleitersubstrats1 wird einschließlich der Strecke5 , entlang derer das Substrat geschnitten werden soll, an dem Bildaufnahmegerät121 erfasst. Die Strecke5 , entlang derer das Substrat geschnitten werden soll, ist eine virtuelle Wunschstrecke zum Schneiden des Halbleitersubstrats1 . Um durch Aufteilen des Halbleitersubstrats1 in funktionellen Bauelemente, die auf dessen Vorderseite3 ausgebildet sind, Halbleiterchips zu erhalten, wird die Strecke5 , entlang derer das Substrat geschnitten werden soll, wie ein Gitter angelegt, das sich zwischen den einander benachbarten funktionalen Bauelementen erstreckt. Die von dem Bildgerät121 erfassten Bilddaten werden an den Bilddatenprozessor125 gesandt. Der Bilddatenprozessor125 berechnet aus den Bilddaten solche Fokuspunktdaten, dass der Fokuspunkt des sichtbaren Lichts von der Beobachtungslichtquelle117 an der Vorderseite3 positioniert wird (S107). - Die Fokuspunktdaten werden an die Tischsteuerung
115 gesandt. Die Tischsteuerung115 verfährt den Z-Achsen-Tisch113 in Richtung der Z-Achse entsprechend den Fokuspunktdaten (S109). In der Folge wird der Fokuspunkt des sichtbaren Lichts von der Beobachtungslichtquelle117 an der Vorderseite3 des Halbleitersubstrats1 positioniert. Der Bilddatenprozessor125 berechnet aus den Bilddaten Daten eines vergrößerten Bildes der Vorderseite3 des Halbleitersubstrats1 einschließlich der Strecke5 , entlang derer das Substrat geschnitten werden soll. Die Daten der vergrößerten Abbildung werden vermittels der allgemeinen Steuerung127 an den Monitor129 gesandt, wodurch auf dem Monitor129 eine vergrößerte Abbildung der Strecke5 , entlang derer das Substrat geschnitten werden soll, und seiner Nachbarschaft dargestellt wird. - In Schritt S103 bestimmte Verfahrwegdaten wurden zuvor in die allgemeine Steuerung
127 eingegeben und werden an die Tischsteuerung115 gesandt. Die Tischsteuerung115 veranlasst den Z-Achsen-Tisch113 das Substrat1 in Richtung der Z-Achse entsprechend den Verfahrwegdaten an eine Position zu verfahren, bei der der Lichtkonvergenzpunkt P des Laserlichts L innerhalb des Halbleitersubstrats1 positioniert wird (S111). - Nachfolgend wird von der Laserlichtquelle
101 das Laserlicht L erzeugt, um die Strecke5 , entlang derer das Substrat geschnitten werden soll, an der Vorderseite3 des Halbleitersubstrats1 zu bestrahlen. Dann werden der X-Achsen-Tisch109 und der Y-Achsen-Tisch111 entlang der Strecke5 , entlang derer das Substrat geschnitten werden soll, verfahren, um einen geschmolzenen Bearbeitungsbereich entlang der Strecke5 , entlang derer das Substrat geschnitten werden soll, auszubilden, wodurch ein Schnittansatzpunktbereich innerhalb des Halbleitersubstrats1 entlang der Strecke5 , entlang derer das Substrat geschnitten werden soll, ausgebildet wird (S113). - Das Vorangehende vollendet den Schritt zur Ausbildung eines Schnittansatzpunktbereichs, wobei der Schnittansatzpunktbereich innerhalb des Halbleitersubstrats
1 gebildet wird. Wenn der Schnittansatzpunktbereich innerhalb des Halbleitersubstrats1 gebildet wird, wird von dem als Ansatzpunkt fungierenden Schnittansatz- Punktbereich in Richtung der Dickenausdehnung des Halbleitersubstrats1 ohne äußere Einwirkung oder unter Ausübung einer relativ geringen Kraft darauf ein Bruch erzeugt. - Im Beispiel 1 wird in dem oben angegebenen Schritt zur Ausbildung des Schnittansatzpunktbereichs der Schnittansatzpunktbereich an einer Position nahe zur Vorderseite
3 innerhalb des Halbleitersubstrats1 gebildet, und von dem als Ansatzpunkt fungierenden Schnittansatzpunktbereich wird ein Bruch in Richtung der Dickenausdehnung des Halbleitersubstrats1 erzeugt.16 ist eine Ansicht, die das Halbleitersubstrat1 nach der Ausbildung des Schnittansatzpunktbereichs zeigt. Wie in16 gezeigt, sind die von dem als Ansatzpunkt fungierenden Schnittansatzpunktbereich erzeugten Brüche15 wie ein Gitter entlang der zu schneidenden Strecken geformt und erreichen nur die Vorderseite3 des Halbleitersubstrats1 , aber nicht dessen Rückseite21 . Und zwar trennen die in dem Halbleitersubstrat1 erzeugten Brüche15 eine Vielzahl von an der Vorderseite des Halbleitersubstrats1 wie eine Matrix ausgebildeten funktionalen Bauelementen19 voneinander ab. Die Schnittflächen des von den Brüchen15 geschnittenen Halbleitersubstrats1 stehen in engem Kontakt zueinander. - "Der Schnittansatzpunktbereich wird an einer Position nahe der Vorderseite
3 innerhalb des Halbleitersubstrats1 ausgebildet" bedeutet hierbei, dass der modifizierte Bereich, wie beispielsweise ein geschmolzener Bearbeitungsbereich, der den Schnittansatzpunktbereich bildet, versetzt von der Mittelposition in Richtung der Dickenausdehnung des Halbleitersubstrats1 (d. h. der Position bei halber Dicke) hin zur Vorderseite3 versetzt ausgebildet ist. Und zwar be zieht sich dies auf einen Fall, bei dem die Mittelposition der Breite des modifizierten Bereichs in Richtung der Dickenausdehnung des Halbleitersubstrats1 von der Mittelposition in Richtung der Dickenausdehnung des Halbleitersubstrats1 zur Vorderseite3 verschoben ist, und ist nicht auf den Fall beschränkt, bei dem das gesamte modifizierte Gebiet abseits der Mittelposition in Richtung der Dickenausdehnung des Halbleitersubstrats1 an der Vorderseite3 angeordnet ist. - Im Folgenden wird der Schritt zum Dünnen des Halbleitersubstrats
1 unter Bezugnahme auf die17 bis21 erläutert. Die17 bis21 sind Ansichten zur Erläuterung entsprechender Schritte einschließlich des Schritts zum Dünnen des Halbleitersubstrats. Im Beispiel 1 wird das Halbleitersubstrat1 von einer Dicke von 350 μm auf eine Dicke von 50 μm gedünnt. - Nach der Ausbildung des Schnittansatzpunktbereichs wird auf der Vorderseite
3 des Halbleitersubstrats, wie in17 gezeigt, eine Schutzfolie20 angebracht. Die Schutzfolie20 wird zum Schutz der an der Vorderseite3 des Halbleitersubstrats1 ausgebildeten funktionalen Bauelemente19 und zum Halten des Halbleitersubstrats1 verwendet. Anschließend wird die Rückseite21 des Halbleitersubstrats1 , wie in18 gezeigt, einem Oberflächenschleifen und dann einem chemischen Ätzen unterzogen, wobei das Halbleitersubstrat1 auf die Dicke von 50 μm gedünnt wird. In der Folge, d. h. wegen des Dünnens der Rückseite21 des Halbleitersubstrats1 , erreicht die Rückseite21 die von dem als Ansatzpunkt fungierenden Schnittansatzpunktbereich erzeugten Brüche15 , wodurch das Halbleitersubstrat1 in die, die entsprechenden funktionalen Bauelemente19 aufweisenden Halbleiterchips25 aufgeteilt wird. Beispiele für das chemische Ätzen umfassen Nassätzen (HF·HNO3) und Plasmaätzen (HBr·Cl2). - Dann wird eine Dehnungsfolie
23 , wie in19 gezeigt, so angebracht, dass sie die Rückseiten aller Halbleiterchips25 bedeckt. Danach wird die zum Abdecken der funktionalen Bauelemente aller Halbleiterchips25 aufgebrachte Schutzfolie20 , wie in20 gezeigt, abgezogen. Nachfolgend wird die Dehnungsfolie23 , wie in21 gezeigt, gedehnt, so dass die Halbleiterchips25 voneinander getrennt werden und eine Saughülse27 die Halbleiterchips25 aufnimmt. - Wie zuvor erläutert, kann das Verfahren zur Aufteilung eines Substrats gemäß Beispiel 1 die Rückseite
21 des Halbleitersubstrats1 nach der Ausbildung der funktionalen Bauelemente19 an der Vorderseite3 des Halbleitersubstrats1 in dem Bauelementeherstellungsverfahren dünnen. Außerdem können, wegen der folgenden Auswirkungen, die der Schritt zur Bildung eines Schnittansatzpunktbereichs und der Schritt zum Dünnen des Halbleitersubstrats jeweils haben, die in Reaktion auf die geringere Größe der Halbleiterbauelemente gedüngten Halbleiterchips25 mit einer günstigen Ausbeute erhalten werden. - Und zwar kann der Schritt zur Ausbildung eines Schnittansatzpunktbereichs das Auftreten unnötiger Brüche und ein von der gewünschten Strecke, entlang derer das Substrat zum Schneiden des Halbleitersubstrat
1 geschnitten werden soll, abweichendes Aufschmelzen verhindern, und daher kann das Auftreten unnötiger Brü che und Aufschmelzungen in den Halbleiterchips25 , die durch Aufteilen des Halbleitersubstrats1 erhalten werden, unterbunden werden. - Der Schritt zur Ausbildung eines Schnittansatzpunktbereichs schmilzt nicht die Vorderseite
3 des Halbleitersubstrats1 entlang der Strecke5 , entlang derer das Substrat geschnitten werden soll, wodurch die Lücke zwischen den einander benachbarten funktionalen Bauelementen19 verringert werden kann, so dass es möglich wird, die Anzahl der Halbleiterchips25 , die aus einem Halbleitersubstrat1 abgeteilt werden können, zu erhöhen. - Andererseits unterzieht der Schritt zum Dünnen des Halbleitersubstrats die Rückseite
21 des Halbleitersubstrats1 einem solchen Oberflächenschleifen, dass das Halbleitersubstrat1 nach der Ausbildung des Schnittansatzpunktbereichs innerhalb des Halbleitersubstrats1 eine vorgegebene Dicke annimmt. Selbst wenn die Rückseite21 die von dem als Ansatzpunkt fungierenden Schnittansatzpunktbereich erzeugten Frakturen15 erreicht, stehen die Schnittflächen des von den Brüchen15 geschnittenen Halbleitersubstrats1 hierbei in engem Kontakt miteinander, wodurch verhindert werden kann, dass das Halbleitersubstrat1 wegen des Oberflächenschleifens Absplitterungen und Rissbildungen aufweist. Dadurch kann das Halbleitersubstrat1 dünner gemacht und aufgeteilt werden, während das Auftreten von Absplitterungen und Rissbildungen verhindert wird. - Der enge Kontakt der Schnittflächen in dem Halbleitersubstrat
1 verhindert auch wirksam, dass von dem Oberflächenschleifen erzeugter Schleifstaub in die Brüche15 eindringt, und verhindert, dass die durch Teilen des Halbleitersubstrats1 erhaltenen Halbleiterchips25 mit dem Schleifstaub verunreinigt werden. Der enge Kontakt der Schnittflächen in dem Halbleitersubstrat1 ist bei der Reduzierung der durch das Oberflächenschleifen verursachten Abplatzungen von den Halbleiterchips im Vergleich mit dem Fall, bei dem die Halbleiterchips25 voneinander getrennt werden, ähnlich wirksam. Und zwar kann als Schutzfolie20 eine mit einer geringen Haltekraft verwendet werden. - Da die Rückseite
21 des Halbleitersubstrats1 einem chemischen Ätzen unterzogen wird, können die Rückseiten der Halbleiterchips25 , die durch Aufteilen des Halbleitersubstrat1 erhalten werden, glatter gemacht werden. Da ferner die Schnittflächen des Halbleitersubstrats1 , die von den Brüchen verursacht werden, die von dem als Ansatzpunkt fungierenden Schnittansatzpunktbereich erzeugt wurden, zueinander in engem Kontakt stehen, werden, wie in22 gezeigt, nur Randbereiche der Schnittflächen an der Rückseite selektiv geätzt und dadurch Abfasungen29 gebildet. Daher kann die Querbruchfestigkeit der durch Aufteilen des Halbleitersubstrats erhaltenen Halbleiterchips25 verbessert werden und das Auftreten von Abplatzungen und Rissbildungen in den Halbleiterchips25 verhindert werden. - Die Beziehungen zwischen dem Halbleiterchip
25 und dem geschmolzenen Bearbeitungsbereich13 nach dem Schritt zum Dünnen des Halbleitersubstrats beinhaltet jene, die in den23A bis25B gezeigt sind. Die in diesen Zeichnungen gezeigten Halbleiterchips25 weisen jeweils Effekte auf, die später erläutert werden, und können für verschiedene Zwecke verwendet werden. Die23A ,24A und25A zeigen den Fall, bei dem die Brüche15 die Vorderseite3 des Halbleitersubstrats1 vor dem Schritt zum Dünnen des Halbleitersubstrats erreichen, während die23B ,24B und25B den Fall zeigen, bei dem die Brüche15 die Vorderseite3 des Halbleitersubstrats1 vor dem Schritt zum Dünnen des Halbleitersubstrats nicht erreichen. Auch in den Fällen der23B ,24B und25B erreichen die Brüche15 die Vorderseite3 des Halbleitersubstrats1 nach dem Schritt zum Dünnen des Halbleitersubstrats. - In dem Halbleiterchip
25 , bei dem der geschmolzene Bearbeitungsbereich13 , wie in den23A und23B gezeigt, innerhalb der Schnittfläche verbleibt, wird die Schnittfläche durch den geschmolzenen Bearbeitungsbereich13 geschützt, wodurch sich die Querbruchfestigkeit des Halbleiterchips25 verbessert. - Der Halbleiterchip
25 , bei dem der geschmolzene Bearbeitungsbereich13 , wie in den24A und24B zu sehen ist, nicht innerhalb der Schnittfläche verbleibt, ist für den Fall günstig, bei dem der geschmolzene Bearbeitungsbereich13 das Halbleiterbauelement ungünstig beeinflusst. - In dem Halbleiterchip
25 , bei dem der geschmolzene Bearbeitungsbereich13 , wie in den24A und25B gezeigt, in einem Randbereich an der Rückseite der Schnittfläche verbleibt, wird der Randbereich von dem geschmolzenen Bearbeitungsbereich13 geschützt, wobei das Auftreten von Abplatzungen und Rissbildungen in dem Randbereich wie in dem Fall verhindert werden kann, bei dem der Randbereich des Halbleiterchips25 gefast wird. - Die Geradlinigkeit der nach dem Schritt zum Dünnen des Halbleiter substrats erhaltenen Schnittfläche verbessert sich eher in dem Fall, bei dem der Bruch
15 , wie in den23B ,24B und25B gezeigt, die Vorderseite3 des Halbleitersubstrats1 vor dem Schritt zum Dünnen des Halbleitersubstrats nicht erreicht, als in dem Fall, bei dem der Bruch15 , wie in den23A ,24A und25A gezeigt, die Vorderseite3 des Halbleitersubstrats1 vor dem Schritt zum Dünnen des Halbleitersubstrats erreicht. - Ob der Bruch die Vorderseite
3 des Halbleitersubstrats1 erreicht oder nicht, hängt nicht nur davon ab, in welcher Tiefe sich der geschmolzene Bearbeitungsbereich13 unter der Vorderseite3 befindet, sondern auch von der Größe des geschmolzenen Bearbeitungsbereichs13 . Und zwar erreicht der Bruch15 , wenn der geschmolzene Bearbeitungsbereich13 kleiner gemacht wird, die Vorderseite3 des Halbleitersubstrats selbst dann nicht, wenn die Tiefe, in der sich der geschmolzene Bearbeitungsbereich13 unterhalb der Vorderseite3 befindet, gering ist. Die Größe des geschmolzenen Bearbeitungsbereichs13 kann zum Beispiel durch die Ausgangsleistung des gepulsten Laserlichts in dem Schritt zur Bildung des Schnittansatzpunktbereichs gesteuert werden und wird mit einer höheren oder niedrigeren Ausgangsleistung des gepulsten Laserlichts jeweils größer oder kleiner. - In Anbetracht einer vorgegebenen Dicke für das in dem Schritt zum Dünnen des Halbleitersubstrats gedünnten Halbleitersubstrats
1 , werden die Randbereiche (äußere periphere Bereiche) des Halbleitersubstrats1 vorzugsweise durch vorangehendes Anfasen mit zumindest der vorgegebenen Dicke gerundet (z. B. vor dem Schritt zur Ausbildung eines Schnittansatzpunktbereichs). Die26A und26B sind jeweils Querschnittsansichten eines Randbereichs des Halbleitersubstrats1 vor und nach dem Schritt zum Dünnen des Halbleitersubstrats gemäß Beispiel 1. Die Dicke des in26A vor dem Schritt zum Dünnen des Halbleitersubstrats gezeigten Halbleiters1 beträgt 350 μm, während die Dicke des in26B nach dem Schritt zum Dünnen des Halbleitersubstrats gezeigten Halbleiters1 50 μm beträgt. Wie in26A gezeigt, werden zuvor eine Vielzahl von (hier sieben) gerundeten Bereichen an den Randbereichen des Halbleitersubstrats1 durch Fasen mit einer Dicke von jeweils 50 μm gebildet, d. h. der Randbereich des Halbleitersubstrats1 nimmt eine wellige Form an. In der Folge nimmt der Randbereich des Halbleitersubstrats1 nach dem Schritt zum Dünnen des Halbleitersubstrats1 einen wie in26B gezeigten, durch Fasen gerundeten Zustand ein, wobei das Auftreten von Abplatzungen und Rissbildungen an dem Randbereich verhindert werden kann und die Handhabung wegen einer Verbesserung der mechanischen Festigkeit leichter gemacht werden kann. - Beispiel 2
- Beispiel 2 des Verfahrens zur Aufteilung eines Substrats gemäß der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die
27 bis35 erläutert. Beispiel 2 bezieht sich auf einen Fall, bei dem das Substrat1 von einem Saphirsubstrat (mit einer Dicke von 450 μm und einem Außendurchmesser von 2 Zoll (ca. 5 cm)) gebildet wird, das ein isolierendes Substrat (wird im Beispiel 2 nachfolgend als "Saphirsubstrat1 " bezeichnet) für die Herstellung eines Halbleiterchips für eine Licht emittierende Diode darstellt. Die28 bis35 sind Querschnittsansichten des Saphirsubstrats1 entlang der Linie XX- XX von27 . - Zunächst wird das Saphirsubstrat
1 , wie in28 gezeigt, mit Laserlicht L bestrahlt, dessen Lichtkonvergenzpunkt darin positioniert wird, um einen modifizierten Bereich7 innerhalb des Saphirsubstrats1 auszubilden. In einem späteren Schritt werden eine Vielzahl von funktionalen Bauelementen19 wie eine Matrix auf der Vorderseite3 des Saphirsubstrats1 gebildet und das Saphirsubstrat1 wird in die funktionalen Bauelemente19 aufgeteilt. Daher werden die zu schneidenden Strecken wie ein Gitter ausgeformt, das mit der Größe eines jeden funktionalen Bauelements19 , wie es an der Vorderseite3 zu sehen ist, übereinstimmt, entlang der zu schneidenden Linie werden modifizierte Gebiete7 gebildet und die modifizierten Gebiete7 werden als Schnittansatzpunktbereich verwendet. - Beim Bestrahlen des Saphirsubstrats
1 mit Laserlicht so, dass die Bedingung einer Intensität des elektrischen Feldes von zumindest 1 × 108 (W/cm2) am Lichtkonvergenzpunkt und einer Pulsdauer von 1 μs oder weniger erfüllt ist, wird als modifizierter Bereich7 ein Bruchbereich gebildet (es gibt auch den Fall, bei dem ein geschmolzener Bearbeitungsbereich gebildet wird). Wenn als Vorderseite3 die (0001) Ebene des Saphirsubstrats1 verwendet wird und ein modifizierter Bereich7 in einer Richtung entlang der (1120) Ebene und einer hierzu orthogonalen Richtung gebildet wird, kann das Substrat mit einer geringeren Kraft bei größerer Genauigkeit ausgehend von dem Schnittansatzpunktbereich, der von dem modifizierten Bereich7 als Ansatzpunkt gebildet wird, geschnitten werden. Dasselbe gilt, wenn ein modifizierter Bereich7 in eine Richtung entlang der (1100) Ebene und einer hierzu orthogonalen Richtung gebildet wird. - Nach der Ausbildung des Schnittansatzpunktbereichs durch den modifizierten Bereich
7 lässt man eine kristalline n-Typ-Galliumnitrid-Verbundhalbleiterschicht (nachfolgend als "n-Typ-Schicht" bezeichnet)31 auf der Vorderseite3 des Saphirsubstrats1 aufwachsen, bis deren Dicke 6 μm erreicht, und man lässt eine kristalline p-Typ-Galliumnitrid-Verbundhalbleiterschicht (nachfolgend als "p-Typ-Schicht" bezeichnet)32 auf der n-Typ-Schicht 31 aufwachsen, bis deren Dicke 1 μm erreicht. Dann werden die n-Typ-Schicht31 und die p-Typ-Schicht32 bis zur Mitte der n-Typ-Schicht31 entlang der als Gitter ausgebildeten, modifizierten Bereiche7 geätzt, um eine Vielzahl von aus der n-Typ-Schicht31 und p-Typ-Schicht32 gebildeten, funktionalen Bauelementen19 in einer Matrix auszubilden. - Nach dem Ausbilden der n-Typ-Schicht
31 und p-Typ-Schicht32 auf der Vorderseite3 des Saphirsubstrats1 kann das Saphirsubstrat1 mit Laserlicht L bestrahlt werden, dessen Lichtkonvergenzpunkt P darin positioniert wird, um die modifizierten Bereiche7 innerhalb des Saphirsubstrats1 zu bilden. Das Saphirsubstrat1 kann mit dem Laserlicht L von der Vorderseite3 oder der Rückseite21 her bestrahlt werden. Selbst wenn das Laserlicht L von der Vorderseite3 nach dem Ausbilden der n-Typ-Schicht31 und p-Typ-Schicht32 bestrahlt wird, kann ein Aufschmelzen der n-Typ-Schicht31 und der p-Typ-Schicht32 verhindert werden, da das Laserlicht L das Saphirsubstrat1 , die n-Typ-Schicht31 und p-Typ-Schicht32 durchstrahlt. - Nach dem Ausbilden der funktionalen Bauelemente
19 , die aus der n-Typ-Schicht31 und p-Typ-Schicht32 erstellt wurden, wird auf die Vorderseite3 des Saphirsubstrats1 eine Schutzfolie20 aufgebracht. Die Schutzfolie20 wird zum Schutz der auf der Vorderseite3 des Halbleitersubstrats1 aufgebrachten funktionalen Bauelemente19 und zum Halten des Saphirsubstrats1 verwendet. Nachfolgend wird die Rückseite21 des Saphirsubstrats1 , wie in31 gezeigt, einem Oberflächenschleifen unterzogen, so dass das Saphirsubstrat1 auf die Dicke von 150 μm gedünnt wird. Das Schleifen der Rückseite21 des Saphirsubstrats1 erzeugt einen von dem modifizierten Bereich7 als Ansatzpunkt gebildeten Schnittansatzpunktbereich ausgehenden Bruch15 . Dieser Bruch15 erreicht die Vorderseite3 und Rückseite21 des Saphirsubstrats1 , wodurch das Saphirsubstrat1 in Halbleiterchips25 aufgeteilt wird, von denen jedes ein, von der n-Typ-Schicht31 und p-Typ-Schicht32 gebildetes, funktionales Bauelemente19 aufweist. - Als nächstes wird eine dehnbare Dehnungsfolie
23 aufgebracht, um die Rückseiten aller Halbleiterchips25 , wie in32 gezeigt, zu bedecken und die Schutzfolie20 wird, wie in33 gezeigt, mit UV-Strahlen bestrahlt, um ein UV-aushärtbares Harz auszuhärten, das eine Klebeschicht der Schutzfolie20 bildet. Danach wird die Schutzfolie20 , wie in34 gezeigt, abgezogen. Nachfolgend wird, um die Halbleiterchips25 voneinander zu trennen, die Dehnungsfolie23 wie in35 gezeigt auseinander gezogen und die Halbleiterchips25 werden von einer Saughülse oder dergleichen aufgenommen. Danach werden auf die n-Typ-Schicht31 und p-Typ-Schicht32 des Halbleiterchips25 Elektroden aufgebracht, um eine Licht emittierende Diode herzustellen. - Bei dem zuvor erläuterten Schritt zum Ausbildung eines Schnittan satzpunktbereichs in dem Verfahren zur Aufteilung eines Substrats gemäß Beispiel 2 wird das Saphirsubstrat
1 mit Laserlicht L bestrahlt, dessen Lichtkonvergenzpunkt P darin positioniert wird, um einen modifizierten Bereich7 durch Erzeugen eines Phänomens der Multiphotonabsorption auszubilden, wobei der modifizierte Bereich7 einen Schnittansatzpunktbereich innerhalb des Saphirsubstrats entlang der gewünschten Strecke, entlang derer das Substrat zum Schneiden des Saphirsubstrats1 geschnitten werden soll, bilden kann. Beim Ausbilden eines Schnittansatzpunktbereichs innerhalb des Saphirsubstrats1 wird in Richtung der Dickenausdehnung des Saphirsubstrats1 ausgehend von dem als Ansatzpunkt fungierenden Schnittansatzpunktbereich ohne äußere Einwirkung oder unter Anwendung einer relativ geringen Kraft darauf ein Bruch15 erzeugt. - Bei dem Schritt zum Dünnen des Saphirsubstrats
1 wird, nachdem in dem Saphirsubstrats1 ein Schnittansatzpunktbereich gebildet wurde, das Saphirsubstrat1 geschliffen, um die vorgegebene Dicke zu erhalten. Hierbei stehen, selbst wenn die geschliffene Oberfläche den von dem als Ansatzpunkt fungierenden Schnittansatzpunktbereich gebildeten Bruch15 erreicht, die Schnittfläche des von dem Bruch15 geschnittenen Saphirsubstrats1 in engem Kontakt zueinander, wodurch Abplatzungen und Rissbildungen des Saphirsubstrats1 beim Dünnen verhindert werden können. - Daher kann das Saphirsubstrat
1 gedünnt und aufgeteilt werden, während das Auftreten von Abplatzungen und Rissbildungen verhindert wird, wodurch die Halbleiterchips25 von dem gedünnten Saphirsubstrats1 mit guten Ausbeute erhalten werden können. - Den oben angegebenen ähnliche Effekte werden auch dann erhalten, wenn anstatt des Saphirsubstrats
1 ein Substrat aufgeteilt wird, das ein AlN-Substrat oder ein GaAs-Substrat verwendet. - Gewerbliche Anwendbarkeit
- Wie zuvor erwähnt, kann die vorliegende Erfindung das Substrat dünnen und aufteilen, wobei das Auftreten von Abplatzungen und Rissbildungen verhindert wird.
Claims (7)
- Verfahren zum Aufteilen eines Substrats, das Schritte umfasst zum – Bestrahlen eines aus einem Halbleitermaterial gefertigten Substrats (
1 ) mit Laserlicht (L), sodass, um im Inneren des Substrats (1 ) einen geschmolzenen Bearbeitungsbereich (7 ) auszubilden, ein Lichtkonvergenzpunkt (P) innerhalb des Substrats (1 ) positioniert wird und der geschmolzene Bearbeitungsbereich (7 ) entlang jeder der Strecken (5 ), entlang derer das Substrat geschnitten werden soll, in einem vorgegebenen Abstand von einer mit Laserlicht bestrahlten Seite (3 ) des Substrats (1 ) einen Schnittansatzpunktbereich (8 ) innerhalb des Substrats (1 ) schafft; – Dünnen des Substrats (1 ) nach dem Schritt zur Ausbildung des Schnittansatzpunktbereichs (8 ) so, dass das Substrat (1 ) eine vorgegebene Dicke annimmt; und – Vereinzeln einer Vielzahl von Chips (25 ), in die das Substrat (1 ) entlang jeder der Strecken, entlang derer das Substrat geschnitten werden soll, aufgeteilt ist. - Verfahren zum Aufteilen eines Substrats nach Anspruch 1, worin die Strecken (
5 ) gitterförmig am Substrat (1 ) angeordnet sind. - Verfahren zum Aufteilen eines Substrats nach Anspruch 1 oder 2, worin das Substrat (
1 ) während des Schritts zum Dünnen des Substrats (1 ) entlang jeder der Strecken (5 ), entlang derer das Substrat (1 ) geschnitten werden soll, in eine Vielzahl von Chips (25 ) aufgeteilt wird. - Verfahren zum Aufteilen eines Substrats nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin das Substrat (
1 ) während des Schritts zum Dünnen des Substrats (1 ) so gedünnt wird, dass der geschmolzene Bearbeitungsbereich (7 ) in dem Substrat (1 ) verbleibt. - Verfahren zum Aufteilen eines Substrats nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin das Substrat (
1 ) während des Schritts zum Dünnen des Substrats (1 ) so gedünnt wird, dass der geschmolzene Bearbeitungsbereich nicht in dem Substrat (1 ) verbleibt. - Verfahren zum Aufteilen eines Substrats nach einem der Ansprüche 1 bis 5, worin das Substrat (
1 ) während des Schritts zum Dünnen des Substrats (1 ) geschliffen wird. - Verfahren zum Aufteilen eines Substrats nach einem der Ansprüche 1 bis 6, worin das Substrat (
1 ) während des Schritts zum Dünnen des Substrats (1 ) geätzt wird.
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