JP2001203176A - チップ部品の加工方法及びその装置 - Google Patents
チップ部品の加工方法及びその装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 レーザビーム照射による熱の影響が少なく、
割断速度が速いチップ部品の加工方法及びその装置を提
供する。 【解決手段】 レーザビーム２２−２の照射された領域
４の両側面の冷却領域５−１、５−２か、あるいは両側
面及び後方面の冷却領域５に冷却ガスを吹き付けつつ基
板１を矢印６方向に移動させて割断することにより、レ
ーザビーム照射領域４が急速に高温状態になると共に、
そのレーザビーム照射領域４の両側面か、あるいは両側
面及び後方面が低温状態になる。この結果、基板１の割
断亀裂線３に直交した方向の温度分布は極めて急峻にな
り、その温度分布によって応力分布も急峻となり、結果
的に割断亀裂線３の直線性を向上させることができると
共に、より大きな圧縮応力が作用し、割断速度を速くす
ることができる。
割断速度が速いチップ部品の加工方法及びその装置を提
供する。 【解決手段】 レーザビーム２２−２の照射された領域
４の両側面の冷却領域５−１、５−２か、あるいは両側
面及び後方面の冷却領域５に冷却ガスを吹き付けつつ基
板１を矢印６方向に移動させて割断することにより、レ
ーザビーム照射領域４が急速に高温状態になると共に、
そのレーザビーム照射領域４の両側面か、あるいは両側
面及び後方面が低温状態になる。この結果、基板１の割
断亀裂線３に直交した方向の温度分布は極めて急峻にな
り、その温度分布によって応力分布も急峻となり、結果
的に割断亀裂線３の直線性を向上させることができると
共に、より大きな圧縮応力が作用し、割断速度を速くす
ることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、チップ部品の加工
方法及びその装置に関する。
方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ガラス基板、セラミックス基板、半導体
基板、サファイア基板、ＬｉＮｂＯ3やＬｉＴａＯ5 等
の結晶基板等の基板の中、表面か、あるいは裏面に電子
回路、電子部品、光回路、光部品等を多数個形成し、上
記回路かあるいは部品を個別に高寸法精度でチップ状に
分離する技術の要求が高まっている。
基板、サファイア基板、ＬｉＮｂＯ3やＬｉＴａＯ5 等
の結晶基板等の基板の中、表面か、あるいは裏面に電子
回路、電子部品、光回路、光部品等を多数個形成し、上
記回路かあるいは部品を個別に高寸法精度でチップ状に
分離する技術の要求が高まっている。
【０００３】上記基板をチップ状に分離する方法とし
て、従来のダイサーで切断する方法に代わり、ドライで
クリーンな方法で分断する方法が注目されるようになっ
てきた。
て、従来のダイサーで切断する方法に代わり、ドライで
クリーンな方法で分断する方法が注目されるようになっ
てきた。
【０００４】図６は従来のチップ部品の加工装置の概念
図である。
図である。
【０００５】この加工装置は、レーザ発振器２１からの
レーザ光２２−１を全反射ミラー２３で垂直に全反射さ
せて集光レンズ２４に案内し、この集光レンズ２４で集
光したレーザビーム２２−２を被加工物としての基板２
６上に照射することによって熱応力による亀裂を基板２
６に生じさせ、その亀裂を進展させることにより分断す
るものであり、注目されている。
レーザ光２２−１を全反射ミラー２３で垂直に全反射さ
せて集光レンズ２４に案内し、この集光レンズ２４で集
光したレーザビーム２２−２を被加工物としての基板２
６上に照射することによって熱応力による亀裂を基板２
６に生じさせ、その亀裂を進展させることにより分断す
るものであり、注目されている。
【０００６】亀裂を進展させるにはＸＹθＺ移動装置３
０でワークテーブル２８を移動させて行う。なお、基板
２６はワークテーブル２８上に真空吸着されている。真
空吸着は基板２６の下に設けられた真空排気孔２７を通
して真空排気装置２９で真空排気することにより行われ
る。
０でワークテーブル２８を移動させて行う。なお、基板
２６はワークテーブル２８上に真空吸着されている。真
空吸着は基板２６の下に設けられた真空排気孔２７を通
して真空排気装置２９で真空排気することにより行われ
る。
【０００７】割断加工時には基板２６の表面にアシスト
ガス２５−１、２５−２が吹き付けられる。
ガス２５−１、２５−２が吹き付けられる。
【０００８】レーザ発振器２１にはＣＯ2 レーザ発振器
やＹＡＧレーザ発振器等の高出力レーザ発振器が用いら
れる。
やＹＡＧレーザ発振器等の高出力レーザ発振器が用いら
れる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図６に示し
た装置を用いて図７に示すような大型基板１上に形成さ
れた部品（この場合、ＬＳＩチップ）２−１〜２−ｎを
個別に割断分離しようとすると、以下のような問題が生
じることが分かった。尚、図７はチップ部品となる被加
工物としての大型の基板である。
た装置を用いて図７に示すような大型基板１上に形成さ
れた部品（この場合、ＬＳＩチップ）２−１〜２−ｎを
個別に割断分離しようとすると、以下のような問題が生
じることが分かった。尚、図７はチップ部品となる被加
工物としての大型の基板である。
【００１０】(1) ＬＳＩチップ間の間隔ｄ1 、ｄ2 が１
ｍｍ以下、最小値としては１００μｍ近い値であるた
め、レーザビーム照射によって割断亀裂線３−１、３−
２、３−３、…等を生じさせて各々のチップを分離しよ
うとすると、レーザビームの熱が割断亀裂線（例えば３
−１）の両側のチップ（例えば２−１、２−２）にまで
達して熱影響によるストレスを与えたり、最悪の場合に
は熱焼損を起こしたり、チップの電気的（あるいは物理
的）特性を劣化させたりする。
ｍｍ以下、最小値としては１００μｍ近い値であるた
め、レーザビーム照射によって割断亀裂線３−１、３−
２、３−３、…等を生じさせて各々のチップを分離しよ
うとすると、レーザビームの熱が割断亀裂線（例えば３
−１）の両側のチップ（例えば２−１、２−２）にまで
達して熱影響によるストレスを与えたり、最悪の場合に
は熱焼損を起こしたり、チップの電気的（あるいは物理
的）特性を劣化させたりする。
【００１１】(2) 図６に示す加工装置のように、アシス
トガス２５−１、２５−２を基板１に強力に吹き付けな
がら割断加工を行うようにしたが、レーザビーム２２−
２の熱エネルギーがアシストガス２５−１、２５−２に
奪われてしまい、基板１表面に割断亀裂を発生させるた
めの急峻な温度分布を形成できなくなる。またレーザビ
ーム２２−２の熱エネルギーがアシストガス２５−１、
２５−２に奪われることにより、所望の応力分布を形成
できなくなり、結果的に割断亀裂を発生させることが困
難になってしまう。
トガス２５−１、２５−２を基板１に強力に吹き付けな
がら割断加工を行うようにしたが、レーザビーム２２−
２の熱エネルギーがアシストガス２５−１、２５−２に
奪われてしまい、基板１表面に割断亀裂を発生させるた
めの急峻な温度分布を形成できなくなる。またレーザビ
ーム２２−２の熱エネルギーがアシストガス２５−１、
２５−２に奪われることにより、所望の応力分布を形成
できなくなり、結果的に割断亀裂を発生させることが困
難になってしまう。
【００１２】(3) アシストガス２５−１、２５−２の流
量を減少させて基板１に割断亀裂を発生させることがで
きても温度分布及び応力分布がアシストガス２５−１、
２５−２によってブロードな特性となり、割断亀裂の軌
跡が所望線上からずれて非直線になって割断寸法精度が
低下する。
量を減少させて基板１に割断亀裂を発生させることがで
きても温度分布及び応力分布がアシストガス２５−１、
２５−２によってブロードな特性となり、割断亀裂の軌
跡が所望線上からずれて非直線になって割断寸法精度が
低下する。
【００１３】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、レーザビーム照射による熱の影響が少なく、割断速
度が速いチップ部品の加工方法及びその装置を提供する
ことにある。
し、レーザビーム照射による熱の影響が少なく、割断速
度が速いチップ部品の加工方法及びその装置を提供する
ことにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のチップ部品の加工方法は、チップ部品となる
被加工物表面の一端から他端に向ってレーザビームを照
射して被加工物に直線状の亀裂を形成することにより被
加工物を割断分離させるチップ部品の加工方法におい
て、レーザビームの照射された領域の両側面か、あるい
は両側面及び後方面に冷却ガスを吹き付けつつ被加工物
を割断するものである。
に本発明のチップ部品の加工方法は、チップ部品となる
被加工物表面の一端から他端に向ってレーザビームを照
射して被加工物に直線状の亀裂を形成することにより被
加工物を割断分離させるチップ部品の加工方法におい
て、レーザビームの照射された領域の両側面か、あるい
は両側面及び後方面に冷却ガスを吹き付けつつ被加工物
を割断するものである。
【００１５】上記構成に加え本発明のチップ部品の加工
方法は、被加工物の表面に照射されるレーザビームの断
面形状を楕円にして加工してもよい。
方法は、被加工物の表面に照射されるレーザビームの断
面形状を楕円にして加工してもよい。
【００１６】上記構成に加え本発明のチップ部品の加工
方法は、被加工物の表面に照射されるレーザビームの断
面形状を幅が１ｍｍ以下で長さが１０ｍｍ以上の線形に
して加工してもよい。
方法は、被加工物の表面に照射されるレーザビームの断
面形状を幅が１ｍｍ以下で長さが１０ｍｍ以上の線形に
して加工してもよい。
【００１７】上記構成に加え本発明のチップ部品の加工
方法は、冷却ガスとして、少なくとも０℃以下のＨｅ、
Ｎ2 、空気等のガスか、あるいは急冷用冷媒ガスを用い
て加工するのが好ましい。
方法は、冷却ガスとして、少なくとも０℃以下のＨｅ、
Ｎ2 、空気等のガスか、あるいは急冷用冷媒ガスを用い
て加工するのが好ましい。
【００１８】本発明のチップ部品の加工装置は、レーザ
ビームを発生するレーザ発振器と、レーザビームを所望
形状に形成する光学系と、少なくとも二重の多重管から
なり最内管をレーザビームが伝搬し、最内管と最外管と
の間に冷却ガスが流れるレーザ・ガス導入管と、チップ
部品となる被加工物を保持して少なくとも一軸方向に所
望速度で移動させる移動装置系とを備えたものである。
ビームを発生するレーザ発振器と、レーザビームを所望
形状に形成する光学系と、少なくとも二重の多重管から
なり最内管をレーザビームが伝搬し、最内管と最外管と
の間に冷却ガスが流れるレーザ・ガス導入管と、チップ
部品となる被加工物を保持して少なくとも一軸方向に所
望速度で移動させる移動装置系とを備えたものである。
【００１９】上記構成に加え本発明のチップ部品の加工
装置は、レーザ・ガス導入管の出口部の断面形状は、円
形、楕円形、略長方形のいずれかであり、かつ前方側が
封止されているのが好ましい。
装置は、レーザ・ガス導入管の出口部の断面形状は、円
形、楕円形、略長方形のいずれかであり、かつ前方側が
封止されているのが好ましい。
【００２０】本発明によれば、レーザビームの照射され
た領域の両側面か、あるいは両側面及び後方面に冷却ガ
スを吹き付けつつ被加工物を割断することにより、レー
ザビームの照射された領域が急速に高温状態になると共
に、その領域の両側面か、あるいは両側面及び後方面が
低温状態になる。この結果、割断亀裂線に直交した方向
の温度分布は極めて急峻になり、その温度分布によって
応力分布も急峻となり、結果的に割断亀裂線の直線性を
向上させることができると共に、より大きな圧縮応力が
作用し、割断速度を速くすることができる。
た領域の両側面か、あるいは両側面及び後方面に冷却ガ
スを吹き付けつつ被加工物を割断することにより、レー
ザビームの照射された領域が急速に高温状態になると共
に、その領域の両側面か、あるいは両側面及び後方面が
低温状態になる。この結果、割断亀裂線に直交した方向
の温度分布は極めて急峻になり、その温度分布によって
応力分布も急峻となり、結果的に割断亀裂線の直線性を
向上させることができると共に、より大きな圧縮応力が
作用し、割断速度を速くすることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて詳述する。
図面に基づいて詳述する。
【００２２】図１は本発明のチップ部品の加工方法の一
実施の形態を示す概念図である。尚、図６、７に示した
従来例と同様の部材には共通の符号を用いた。
実施の形態を示す概念図である。尚、図６、７に示した
従来例と同様の部材には共通の符号を用いた。
【００２３】同図に示す加工方法は、チップ部品となる
被加工物の基板（上から見た状態を示す）１の表面上に
レーザビームを照射しつつ、基板１を矢印６方向に所望
速度で移動させ、基板１上のレーザビームの照射された
領域４に割断亀裂線３を生じさせる方法である。このよ
うな加工方法において、レーザビームの照射された基板
１のレーザビーム照射領域４の両側（図では上下両側）
に冷却ガスを吹き付けて冷却するための冷却領域５−
１、５−２を形成するようにした点に特徴がある。
被加工物の基板（上から見た状態を示す）１の表面上に
レーザビームを照射しつつ、基板１を矢印６方向に所望
速度で移動させ、基板１上のレーザビームの照射された
領域４に割断亀裂線３を生じさせる方法である。このよ
うな加工方法において、レーザビームの照射された基板
１のレーザビーム照射領域４の両側（図では上下両側）
に冷却ガスを吹き付けて冷却するための冷却領域５−
１、５−２を形成するようにした点に特徴がある。
【００２４】ここで、基板１上にレーザビームを照射す
ると、レーザビーム照射領域４は急速に高温（５００℃
程度）状態になると共に、そのレーザビーム照射領域４
の両側面及び前後面も急速に温度上昇する。基板１には
内部、表面あるいは裏面に熱膨張係数の異なった膜、素
子、部品、回路、配線等が形成されており、これらの形
成物によって基板１や形成物自体が熱的な歪を起こし、
ダメージを受けたり、特性が劣化したり、あるいは熱焼
損を受けたりする。
ると、レーザビーム照射領域４は急速に高温（５００℃
程度）状態になると共に、そのレーザビーム照射領域４
の両側面及び前後面も急速に温度上昇する。基板１には
内部、表面あるいは裏面に熱膨張係数の異なった膜、素
子、部品、回路、配線等が形成されており、これらの形
成物によって基板１や形成物自体が熱的な歪を起こし、
ダメージを受けたり、特性が劣化したり、あるいは熱焼
損を受けたりする。
【００２５】そこで、本発明者は、図１に示すようにレ
ーザビーム照射面（領域）４の両側に冷却ガスを吹き付
けて冷却領域５−１、５−２を形成することを試みた。
ーザビーム照射面（領域）４の両側に冷却ガスを吹き付
けて冷却領域５−１、５−２を形成することを試みた。
【００２６】冷却ガスはレーザビーム照射領域４には直
接吹き付けられないので、レーザビーム照射領域４の温
度低下をもたらすことがない。
接吹き付けられないので、レーザビーム照射領域４の温
度低下をもたらすことがない。
【００２７】そのため、レーザビームのパワーを温度低
下分だけ補う必要がない。レーザビーム照射領域４の両
側面を急冷すると、割断亀裂線３に直交した方向の温度
分布が極めて急峻になり、その急峻な温度分布によって
応力分布も急峻になり、結果的に割断亀裂線３の直線性
を向上させることができると共に、より大きな圧縮応力
が作用することによって割断速度を速くすることができ
る（例えば、−４０℃の冷却ガスを基板１に吹き付けて
冷却すると、冷却前に比して約２．５倍の大きさの応力
が発生し、割断速度も約２倍となる。）。また当然のこ
とながら、冷却領域５−１、５−２への熱的なダメージ
は回避され、電気的（あるいは物理的）な特性劣化も抑
えることができる。なお、レーザビーム照射領域４の前
方面は冷却されないようにした方がレーザエネルギーの
低下を回避する上で有効である。
下分だけ補う必要がない。レーザビーム照射領域４の両
側面を急冷すると、割断亀裂線３に直交した方向の温度
分布が極めて急峻になり、その急峻な温度分布によって
応力分布も急峻になり、結果的に割断亀裂線３の直線性
を向上させることができると共に、より大きな圧縮応力
が作用することによって割断速度を速くすることができ
る（例えば、−４０℃の冷却ガスを基板１に吹き付けて
冷却すると、冷却前に比して約２．５倍の大きさの応力
が発生し、割断速度も約２倍となる。）。また当然のこ
とながら、冷却領域５−１、５−２への熱的なダメージ
は回避され、電気的（あるいは物理的）な特性劣化も抑
えることができる。なお、レーザビーム照射領域４の前
方面は冷却されないようにした方がレーザエネルギーの
低下を回避する上で有効である。
【００２８】図２は本発明のチップ部品の加工方法の他
の実施の形態を示す概念図である。
の実施の形態を示す概念図である。
【００２９】図１に示した実施の形態との相違点は、基
板１上における冷却領域５がレーザビーム照射領域４の
両側面だけでなく後方面にも形成される点である。
板１上における冷却領域５がレーザビーム照射領域４の
両側面だけでなく後方面にも形成される点である。
【００３０】このような方法により、より割断亀裂線の
発生時間が速くなり、割断速度の向上を図ることができ
る。
発生時間が速くなり、割断速度の向上を図ることができ
る。
【００３１】図３は本発明のチップ部品の加工装置の概
念図である。
念図である。
【００３２】図６に示した従来例と同様の部材には共通
の符号を用いた。
の符号を用いた。
【００３３】この加工装置は、レーザ光２２−１を発生
するレーザ発振器２１と、レーザ光２２−１を所望形状
に形成する光学系としての集光レンズ７と、二重管から
なり内管をレーザビームが伝搬し、内管と外管との間に
冷却ガスが矢印１０−１〜１０−４方向に流れるレーザ
・ガス導入管１１と、チップ部品となる被加工物１を保
持して少なくとも一軸方向に所望速度で移動させる移動
装置系とで構成されている。
するレーザ発振器２１と、レーザ光２２−１を所望形状
に形成する光学系としての集光レンズ７と、二重管から
なり内管をレーザビームが伝搬し、内管と外管との間に
冷却ガスが矢印１０−１〜１０−４方向に流れるレーザ
・ガス導入管１１と、チップ部品となる被加工物１を保
持して少なくとも一軸方向に所望速度で移動させる移動
装置系とで構成されている。
【００３４】本加工装置に用いるレーザ発振器２１は、
ＣＯ2 レーザ発振器、ＹＡＧレーザ発振器及びＹＡＧレ
ーザの高調波（第２高調波、第３高調波、第４高調波
等）発振器、エキシマレーザ発振器等を用いることがで
きる。
ＣＯ2 レーザ発振器、ＹＡＧレーザ発振器及びＹＡＧレ
ーザの高調波（第２高調波、第３高調波、第４高調波
等）発振器、エキシマレーザ発振器等を用いることがで
きる。
【００３５】レーザ発振器２１から水平方向に出射され
た平行なレーザ光２２−１は全反射ミラー２３で垂直方
向に曲げられ、集光レンズ７で集光される。集光レンズ
７にはレーザ光２２−１を楕円ビームに変換するシリン
ドリカルレンズ系か、あるいは線状ビームに変換するロ
ッドレンズ系等を用いることができる。
た平行なレーザ光２２−１は全反射ミラー２３で垂直方
向に曲げられ、集光レンズ７で集光される。集光レンズ
７にはレーザ光２２−１を楕円ビームに変換するシリン
ドリカルレンズ系か、あるいは線状ビームに変換するロ
ッドレンズ系等を用いることができる。
【００３６】冷却ガスはＨｅ、Ｎ2 、空気等の０℃以下
の冷却ガスやフロン代替ガスを用いた急冷用の冷媒ガス
等を用いることができる。
の冷却ガスやフロン代替ガスを用いた急冷用の冷媒ガス
等を用いることができる。
【００３７】移動装置系は、基板１を真空吸着（または
ホルダ）で固定する固定機構としてのワークテーブル２
８及び真空排気装置２９と、基板１をＸ軸方向、Ｙ軸方
向、θ軸方向、あるいはＺ軸方向に電動モータで移動で
きるＸＹθＺ移動装置３０とで構成されている。
ホルダ）で固定する固定機構としてのワークテーブル２
８及び真空排気装置２９と、基板１をＸ軸方向、Ｙ軸方
向、θ軸方向、あるいはＺ軸方向に電動モータで移動で
きるＸＹθＺ移動装置３０とで構成されている。
【００３８】図４は図３に示した加工装置に用いられる
レーザ・ガス導入管の断面図である。
レーザ・ガス導入管の断面図である。
【００３９】このレーザ・ガス導入管１１は、二重管か
らなり、集光レンズ７が収納された最内管としてのフー
ド８−１と、外管及び最外管としてのガス吹き付け導入
管９とで構成されている。フード８−１内を伝搬するレ
ーザ光２２−１がこの集光レンズ７で集光されて基板１
の表面に照射されるようになっている。ガス吹き付け導
入管９からレーザビーム照射面の両側面か、あるいは両
側面及び後方面に冷却ガスが吹き付けられるようになっ
ている。
らなり、集光レンズ７が収納された最内管としてのフー
ド８−１と、外管及び最外管としてのガス吹き付け導入
管９とで構成されている。フード８−１内を伝搬するレ
ーザ光２２−１がこの集光レンズ７で集光されて基板１
の表面に照射されるようになっている。ガス吹き付け導
入管９からレーザビーム照射面の両側面か、あるいは両
側面及び後方面に冷却ガスが吹き付けられるようになっ
ている。
【００４０】ここで、ノズル状のフード８−２の先端が
ガス吹き付け導入管９の最外管よりも突き出すように設
けられているが、これはレーザビーム照射領域への冷却
ガスの浸入をできるだけ抑圧するようにするために設け
たものである。
ガス吹き付け導入管９の最外管よりも突き出すように設
けられているが、これはレーザビーム照射領域への冷却
ガスの浸入をできるだけ抑圧するようにするために設け
たものである。
【００４１】また、レーザ・ガス導入管１１は、図では
基板１に対して垂直に配置されているが、基板１に対し
て傾斜させて冷却ガスが基板１の表面に沿って流れ出て
いくようにすることにより、冷却ガスの基板１表面での
乱流による温度分布の不均一性を抑圧することができ
る。
基板１に対して垂直に配置されているが、基板１に対し
て傾斜させて冷却ガスが基板１の表面に沿って流れ出て
いくようにすることにより、冷却ガスの基板１表面での
乱流による温度分布の不均一性を抑圧することができ
る。
【００４２】図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は図４に示し
たレーザ・ガス導入管の出口部の断面形状を示す図であ
る。
たレーザ・ガス導入管の出口部の断面形状を示す図であ
る。
【００４３】図５（ａ）に示すレーザ・ガス導入管の出
口部は略円形断面形状を有しており、内管はレーザビー
ム出射口１２であり、内管の外側の管は冷却ガス吹き出
し口１３である。
口部は略円形断面形状を有しており、内管はレーザビー
ム出射口１２であり、内管の外側の管は冷却ガス吹き出
し口１３である。
【００４４】ここで、割断亀裂発生方向は矢印１４方向
であり、冷却ガス吹き出し口の割断亀裂線発生方向の前
方側は封止されたガス出口部１５となっており、この封
止された方向には冷却ガスが吹き出さないように閉じら
れている。このため、図５（ａ）に示した形状はレーザ
ビームの断面形状が略円形の場合に適している。
であり、冷却ガス吹き出し口の割断亀裂線発生方向の前
方側は封止されたガス出口部１５となっており、この封
止された方向には冷却ガスが吹き出さないように閉じら
れている。このため、図５（ａ）に示した形状はレーザ
ビームの断面形状が略円形の場合に適している。
【００４５】図５（ｂ）に示すレーザ・ガス導入管の出
口部は楕円断面形状を有しており、レーザビームの断面
形状が楕円形状の場合に適している。
口部は楕円断面形状を有しており、レーザビームの断面
形状が楕円形状の場合に適している。
【００４６】図５（ｃ）に示すレーザ・ガス導入管の出
口部は略長方形の断面形状を有しており、レーザビーム
の断面形状が線状（幅１ｍｍ以下、長さ１０ｍｍ以上の
ビーム形状）の場合に適している。
口部は略長方形の断面形状を有しており、レーザビーム
の断面形状が線状（幅１ｍｍ以下、長さ１０ｍｍ以上の
ビーム形状）の場合に適している。
【００４７】図５（ａ）〜（ｃ）に示すレーザ・ガス導
入管は二重管以外に三重管、四重管等の多重管であって
もよい。この場合には最内管のみにレーザビームが伝搬
し、その他の管の二重、三重、…等には冷却ガスが伝搬
するようにする。なお、最内管の内径はレーザビームの
伝搬を遮らないような寸法形状に設定されている。その
最内管の外側の冷却ガスを伝搬させる管のガス伝搬面積
（ギャップｇで決まる断面積）は、基板１のレーザビー
ム照射領域の両側の温度（冷却ガスを流さないとき５０
０℃程度）を瞬時に１００℃以下に下げることができる
ように設定されている。例えば−４０℃程度の冷却ガス
を出口部で数Ｐａのガス圧がかけられるようにしなけれ
ばならず、ギャップｇは１ｍｍから４ｍｍの範囲が好ま
しい。また、二重管で十分なガス圧を得られないときに
は三重管、四重管と多重構造にすればよい。
入管は二重管以外に三重管、四重管等の多重管であって
もよい。この場合には最内管のみにレーザビームが伝搬
し、その他の管の二重、三重、…等には冷却ガスが伝搬
するようにする。なお、最内管の内径はレーザビームの
伝搬を遮らないような寸法形状に設定されている。その
最内管の外側の冷却ガスを伝搬させる管のガス伝搬面積
（ギャップｇで決まる断面積）は、基板１のレーザビー
ム照射領域の両側の温度（冷却ガスを流さないとき５０
０℃程度）を瞬時に１００℃以下に下げることができる
ように設定されている。例えば−４０℃程度の冷却ガス
を出口部で数Ｐａのガス圧がかけられるようにしなけれ
ばならず、ギャップｇは１ｍｍから４ｍｍの範囲が好ま
しい。また、二重管で十分なガス圧を得られないときに
は三重管、四重管と多重構造にすればよい。
【００４８】本発明の対象としている被加工物の分断
は、素材（ガラス基板、セラミックス基板、半導体基
板、サファイア基板、ＬｉＮｂＯ3 やＬｉＴａＯ5 等の
結晶基板等）の分断の他に、これらの素材の中、表面ま
たは裏面に電子回路、電子部品、電気配線、光回路、光
部品、光配線等が多数個形成されたもののチップ状への
分離分断等に適用することができる。
は、素材（ガラス基板、セラミックス基板、半導体基
板、サファイア基板、ＬｉＮｂＯ3 やＬｉＴａＯ5 等の
結晶基板等）の分断の他に、これらの素材の中、表面ま
たは裏面に電子回路、電子部品、電気配線、光回路、光
部品、光配線等が多数個形成されたもののチップ状への
分離分断等に適用することができる。
【００４９】以上において本チップ部品の加工方法及び
その装置によれば、 (1) 割断分離した多数のチップへ熱影響を及ぼすのを抑
圧することができる。この結果、熱歪によるストレスが
蓄積されないチップを実現することができる。
その装置によれば、 (1) 割断分離した多数のチップへ熱影響を及ぼすのを抑
圧することができる。この結果、熱歪によるストレスが
蓄積されないチップを実現することができる。
【００５０】(2) レーザビームの照射領域の両側面か、
あるいは両側面及び後方面を急冷することにより、割断
加工時の温度分布及び応力分布を極めて急峻に形成する
ことができる。この結果、レーザビームの軌跡に忠実な
割断分離を行うことができる。また、チップへの熱的な
ダメージがほとんど抑えられる。さらに非常に大きな圧
縮応力が作用することになり、より速い速度で亀裂が生
じ、割断速度を求めることができる。
あるいは両側面及び後方面を急冷することにより、割断
加工時の温度分布及び応力分布を極めて急峻に形成する
ことができる。この結果、レーザビームの軌跡に忠実な
割断分離を行うことができる。また、チップへの熱的な
ダメージがほとんど抑えられる。さらに非常に大きな圧
縮応力が作用することになり、より速い速度で亀裂が生
じ、割断速度を求めることができる。
【００５１】(3) 急加熱領域と急冷却領域とを隣接して
分離できる、レーザ・ガス導入管を用いることにより、
冷却ガスによる割断亀裂部へのレーザエネルギーのロス
がほとんど生じず、レーザビーム照射領域の両側面の温
度上昇を常に抑えることができる。
分離できる、レーザ・ガス導入管を用いることにより、
冷却ガスによる割断亀裂部へのレーザエネルギーのロス
がほとんど生じず、レーザビーム照射領域の両側面の温
度上昇を常に抑えることができる。
【００５２】(4) ドライでクリーンなプロセスで加工で
きるので、分離したチップの汚染の心配がない。
きるので、分離したチップの汚染の心配がない。
【００５３】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。
な優れた効果を発揮する。
【００５４】レーザビーム照射による熱の影響が少な
く、割断速度が速いチップ部品の加工方法及びその装置
の提供を実現することができる。
く、割断速度が速いチップ部品の加工方法及びその装置
の提供を実現することができる。
【図１】本発明のチップ部品の加工方法の一実施の形態
を示す概念図である。
を示す概念図である。
【図２】本発明のチップ部品の加工方法の他の実施の形
態を示す概念図である。
態を示す概念図である。
【図３】本発明のチップ部品の加工装置の概念図であ
る。
る。
【図４】図３に示した加工装置に用いられるレーザ・ガ
ス導入管の断面図である。
ス導入管の断面図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は図４に示したレーザ
・ガス導入管の出口部の断面形状を示す図である。
・ガス導入管の出口部の断面形状を示す図である。
【図６】従来のチップ部品の加工装置の概念図である。
【図７】チップ部品となる被加工物としての大型の基板
である。
である。
１ 基板 ３ 割断亀裂線 ４ レーザビーム照射領域 ５−１、５−２ 冷却領域 ２２−１ レーザ光 ２２−２ レーザビーム
Claims (6)
- 【請求項１】 チップ部品となる被加工物表面の一端か
ら他端に向ってレーザビームを照射して上記被加工物に
直線状の亀裂を形成することにより上記被加工物を割断
分離させるチップ部品の加工方法において、上記レーザ
ビームの照射された領域の両側面か、あるいは両側面及
び後方面に冷却ガスを吹き付けつつ上記被加工物を割断
することを特徴とするチップ部品の加工方法。 - 【請求項２】 上記被加工物の表面に照射されるレーザ
ビームの断面形状を楕円にして加工する請求項１に記載
のチップ部品の加工方法。 - 【請求項３】 上記被加工物の表面に照射されるレーザ
ビームの断面形状を幅が１ｍｍ以下で長さが１０ｍｍ以
上の線形にして加工する請求項１に記載のチップ部品の
加工方法。 - 【請求項４】 上記冷却ガスとして、少なくとも０℃以
下のＨｅ、Ｎ2 、空気等のガスか、あるいは急冷用冷媒
ガスを用いて加工する請求項１から請求項３のいずれか
に記載のチップ部品の加工方法。 - 【請求項５】 レーザビームを発生するレーザ発振器
と、該レーザビームを所望形状に形成する光学系と、少
なくとも二重の多重管からなり最内管を上記レーザビー
ムが伝搬し、上記最内管と最外管との間に冷却ガスが流
れるレーザ・ガス導入管と、チップ部品となる被加工物
を保持して少なくとも一軸方向に所望速度で移動させる
移動装置系とを備えたことを特徴とするチップ部品の加
工装置。 - 【請求項６】 上記レーザ・ガス導入管の出口部の断面
形状は、円形、楕円形、略長方形のいずれかであり、か
つ前方側が封止されている請求項５に記載のチップ部品
の加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000014091A JP2001203176A (ja) | 2000-01-19 | 2000-01-19 | チップ部品の加工方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000014091A JP2001203176A (ja) | 2000-01-19 | 2000-01-19 | チップ部品の加工方法及びその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001203176A true JP2001203176A (ja) | 2001-07-27 |
Family
ID=18541597
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000014091A Pending JP2001203176A (ja) | 2000-01-19 | 2000-01-19 | チップ部品の加工方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001203176A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005504445A (ja) * | 2001-10-01 | 2005-02-10 | エグシル テクノロジー リミテッド | 基板、特に半導体ウェハの加工 |
| WO2005122223A1 (en) * | 2004-06-11 | 2005-12-22 | Showa Denko K.K. | Production method of compound semiconductor device wafer |
| CN102157367A (zh) * | 2010-02-05 | 2011-08-17 | 株式会社迪思科 | 光器件晶片的加工方法 |
| JP2011165766A (ja) * | 2010-02-05 | 2011-08-25 | Disco Abrasive Syst Ltd | 光デバイスウエーハの加工方法 |
| JP2011165767A (ja) * | 2010-02-05 | 2011-08-25 | Disco Abrasive Syst Ltd | 光デバイスウエーハの加工方法 |
| CN104148815A (zh) * | 2014-07-29 | 2014-11-19 | 蓝思科技股份有限公司 | 一种激光切割蓝宝石/陶瓷镜片的方法 |
-
2000
- 2000-01-19 JP JP2000014091A patent/JP2001203176A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2005504445A (ja) * | 2001-10-01 | 2005-02-10 | エグシル テクノロジー リミテッド | 基板、特に半導体ウェハの加工 |
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| JP2006024914A (ja) * | 2004-06-11 | 2006-01-26 | Showa Denko Kk | 化合物半導体素子ウェハーの製造方法 |
| KR100854986B1 (ko) * | 2004-06-11 | 2008-08-28 | 쇼와 덴코 가부시키가이샤 | 화합물 반도체 소자 웨이퍼의 제조방법 |
| CN102157367A (zh) * | 2010-02-05 | 2011-08-17 | 株式会社迪思科 | 光器件晶片的加工方法 |
| JP2011165768A (ja) * | 2010-02-05 | 2011-08-25 | Disco Abrasive Syst Ltd | 光デバイスウエーハの加工方法 |
| JP2011165766A (ja) * | 2010-02-05 | 2011-08-25 | Disco Abrasive Syst Ltd | 光デバイスウエーハの加工方法 |
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