JP2006121113A - 半導体基板の切断方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 半導体基板15の裏面21をレーザ光入射面としてレーザ光を照射することにより、半導体基板15の内部に溶融処理領域13を形成し、この溶融処理領域13によって、半導体基板15の切断予定ラインに沿って切断起点領域を形成する工程と、切断起点領域を起点として半導体基板15を複数の部分に切断する工程を有する、ことを特徴とする。
【選択図】 図27
Description
従来、これらの積層構造を有する加工対象物の切断には、ブレードダイシング法やダイヤモンドスクライブ法が使用されるのが一般的である。
(1)改質領域が1つ又は複数のクラックを含むクラック領域の場合
基板(例えばサファイア、ガラス、またはLiTaO3からなる圧電材料)の内部に集光点を合わせて、集光点における電界強度が1×108(W/cm2)以上で且つパルス幅が1μs以下の条件でレーザ光を照射する。このパルス幅の大きさは、多光子吸収を生じさせつつ基板の表面に余計なダメージを与えずに、基板の内部にのみクラック領域を形成できる条件である。これにより、基板の内部には多光子吸収による光学的損傷という現象が発生する。この光学的損傷により基板の内部に熱ひずみが誘起され、これにより基板の内部にクラック領域が形成される。電界強度の上限値としては、例えば1×1012(W/cm2)である。パルス幅は例えば1ns〜200nsが好ましい。
(A)基板:パイレックス(登録商標)ガラス(厚さ700μm)
(B)レーザ
光源:半導体レーザ励起Nd:YAGレーザ
波長:1064nm
レーザ光スポット断面積:3.14×10-8cm2
発振形態:Qスイッチパルス
繰り返し周波数:100kHz
パルス幅:30ns
出力:出力<1mJ/パルス
レーザ光品質:TEM00
偏光特性:直線偏光
(C)集光用レンズ
レーザ光波長に対する透過率:60パーセント
(D)基板が載置される載置台の移動速度:100mm/秒
なお、レーザ光品質がTEM00とは、集光性が高くレーザ光の波長程度まで集光可能を意味する。
基板(例えばシリコンのような半導体材料)の内部に集光点を合わせて、集光点における電界強度が1×108(W/cm2)以上で且つパルス幅が1μs以下の条件でレーザ光を照射する。これにより基板の内部は多光子吸収によって局所的に加熱される。この加熱により基板の内部に溶融処理領域が形成される。溶融処理領域とは一旦溶融後再固化した領域や、まさに溶融状態の領域や、溶融状態から再固化する状態の領域であり、相変化した領域や結晶構造が変化した領域ということもできる。また、溶融処理領域とは単結晶構造、非晶質構造、多結晶構造において、ある構造が別の構造に変化した領域ということもできる。つまり、例えば、単結晶構造から非晶質構造に変化した領域、単結晶構造から多結晶構造に変化した領域、単結晶構造から非晶質構造及び多結晶構造を含む構造に変化した領域を意味する。基板がシリコン単結晶構造の場合、溶融処理領域は例えば非晶質シリコン構造である。電界強度の上限値としては、例えば1×1012(W/cm2)である。
パルス幅は例えば1ns〜200nsが好ましい。
(A)基板:シリコンウェハ(厚さ350μm、外径4インチ)
(B)レーザ
光源:半導体レーザ励起Nd:YAGレーザ
波長:1064nm
レーザ光スポット断面積:3.14×10-8cm2
発振形態:Qスイッチパルス
繰り返し周波数:100kHz
パルス幅:30ns
出力:20μJ/パルス
レーザ光品質:TEM00
偏光特性:直線偏光
(C)集光用レンズ
倍率:50倍
N.A.:0.55
レーザ光波長に対する透過率:60パーセント
(D)基板が載置される載置台の移動速度:100mm/秒
基板(例えばガラス)の内部に集光点を合わせて、集光点における電界強度が1×108(W/cm2)以上で且つパルス幅が1ns以下の条件でレーザ光を照射する。パルス幅を極めて短くして、多光子吸収を基板の内部に起こさせると、多光子吸収によるエネルギーが熱エネルギーに転化せずに、基板の内部にはイオン価数変化、結晶化又は分極配向等の永続的な構造変化が誘起されて屈折率変化領域が形成される。電界強度の上限値としては、例えば1×1012(W/cm2)である。パルス幅は例えば1ns以下が好ましく、1ps以下がさらに好ましい。
Fレーザやチタンサファイアレーザがある。本実施形態では、加工対象物1の加工にパルスレーザ光を用いているが、多光子吸収を起こさせることができるなら連続波レーザ光でもよい。
Claims (4)
- 半導体基板の裏面をレーザ光入射面としてレーザ光を照射することにより、前記半導体基板の内部に溶融処理領域を形成し、この溶融処理領域によって、前記半導体基板の切断予定ラインに沿って切断起点領域を形成する工程と、前記切断起点領域を起点として前記半導体基板を複数の部分に切断する工程を有する、半導体基板の切断方法。
- 半導体基板の裏面をレーザ光入射面としてレーザ光を照射することにより、前記半導体基板の厚さ方向において表面側に偏って、前記半導体基板の内部に溶融処理領域を形成し、この溶融処理領域によって、前記半導体基板の切断予定ラインに沿って前記半導体基板の厚さ方向において表面側に偏った切断起点領域を形成する工程と、前記切断起点領域を起点として前記半導体基板を複数の部分に切断する工程を有する、半導体基板の切断方法。
- 前記切断起点領域が前記半導体基板の厚さ方向の中心を含む、請求項1又は2に記載の半導体基板の切断方法。
- 前記切断起点領域を形成する工程において、前記切断予定ラインを含む面を撮像することを伴う、請求項1〜3のいずれかに記載の半導体基板の切断方法。
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