JP2006173428A

JP2006173428A - 基板加工方法及び素子製造方法

Info

Publication number: JP2006173428A
Application number: JP2004365516A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Yamazaki; 豊山崎; Kazunari Umetsu; 一成梅津
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2004-12-17
Filing date: 2004-12-17
Publication date: 2006-06-29
Also published as: TWI298659B; KR100791528B1; KR20060069265A; TW200631715A; US20060134885A1; CN1812056A; CN100474518C; US7468310B2

Abstract

【課題】より精度高く、効率よく分割をするための加工を行えるような基板加工方法及
びその加工方法に基づいた、基板に形成される素子の製造方法を得る。
【解決手段】基板１０を分割しようとする予定分割線のうち、第１の予定分割線と交差
してＴ字形状を成す第２の予定分割線に沿って、第１の予定分割線との交差地点から所定
の長さ及び深さでエッチング加工を行い、エッチング加工を行なっていない予定分割線の
部分に対して基板１０を分割するためのスクライブ、改質、切断等のレーザ加工を行うも
のである。
【選択図】図２

Description

本発明は、ウェハ等の基板を分割するためのスクライブ等のレーザ加工を含む基板加工
方法及びチップの製造方法に関するものである。

例えば、基板（ウェハ）から素子等を有するチップを製造する際、例えばシリコン等の
基板を切断加工することで、分割する工程がある。このような工程を行う際に用いられる
方法としては、例えば砥石を回転させて基板を切削（ダイシング）して切断し、分割する
方法がある。しかしながら、切削等の切断加工による分割方法は、水、研削液等の液体を
用いるために、濡れを嫌う素子等を分割する場合に用いることができない。

そこで、レーザ光照射によるレーザ加工により所望の形状に加工して分割する方法もあ
る。特にレーザ加工の場合、所望の部分への溝形成や、改質して割れやすくし、応力（例
えば、引っ張り応力、曲げ応力、熱応力等）を加えて（エキスパンドして）割る（割断す
る、ブレークダウンする）ことで分割する方法、熱（エネルギ）を加えて所望部分を溶融
させて切断して分割する方法等がある（例えば、特許文献１、２参照）。
特開２００２−１９２３６７号公報（図１、図２）特開２００２−２０５１８０号公報（図１、図２）

しかしながら、レーザ加工の場合、例えば、加工しようとする形状に段、Ｔ字形等が含
まれており、レーザ光が移動する先に加工してはならない部分が存在すると、その部分を
加工してしまわないようにするには精度の高いレーザ加工を行わなければならず、そのた
めの装置を必要とする。また、逆に精度が確保できないレーザ加工装置の場合は、レーザ
加工を行うことが困難である。

そこで、本発明では、より精度高く、効率よく分割をするための加工（レーザ加工）を
行えるような基板加工方法及びその加工方法に基づいた、基板に形成される素子の製造方
法を得ることを目的とする。

本発明に係る基板加工方法は、基板を分割しようとする予定分割線のうち、第１の予定
分割線と交差してＴ字形状を成す第２の予定分割線に沿って、第１の予定分割線との交差
地点から所定の長さ及び深さでエッチング加工を行う工程と、エッチング加工を行なって
いない予定分割線の部分に対して基板を分割するためのレーザ加工を行う工程とを少なく
とも有するものである。
本発明によれば、第１の予定分割線と交差してＴ字形状を成す第２の予定分割線の交差
地点から所定の長さ（第２の予定分割線すべての場合も含む）を所定の深さでエッチング
加工してからレーザ加工を行うようにしたので、その交差地点をレーザ加工の開始点又は
終了点とすることがなく、レーザ加工の精度の違いを緩衝し、同レベルの精度をレーザ加
工だけで実現する場合に比べ、時間的、経済的コストを削減し、効率よく基板を加工する
ことができる。また、レーザ加工の精度が確保できない場合でもレーザ加工を厳密に行う
必要がなく、基板から作製される製造物の歩留まり向上を期待できる。所定の長さ、所定
の深さにすることにより、その後の工程において、基板に加わる衝撃等を考慮した強度で
エッチングを行えば歩留まり向上を期待できる。

また、本発明に係る基板加工方法は、基板を分割しようとする予定分割線のうち、第１
の予定分割線と交差してＴ字形状を成す第２の予定分割線及び第２の予定分割線と平行な
予定分割線に対し、所定の深さでエッチング加工する工程と、エッチング加工を行なって
いない予定分割線に対して基板を分割するためのレーザ加工を行う工程とを少なくとも有
するものである。
本発明によれば、第２の予定分割線と平行な予定分割線に対してあらためてレーザ加工
を行う必要がないので、レーザ加工、ひいては基板加工全体の時間短縮を図ることができ
る。特に場合によってはレーザ光照射又は非照射等の制御を全く行わなくてもよくなるの
で、レーザ加工制御を簡単に行うことができる。

また、本発明に係る基板加工方法は、第２の予定分割線が結晶面方位を有する基板に設
けられたオリフラと平行になるように予定分割線を配線するものである。
本発明によれば、オリフラと平行になるように予定分割線を配線するようにしたので、
エッチング加工を行っても基板の強度をより強く維持することができる。

また、本発明に係る基板加工方法は、基板を分割しようとする予定分割線のうち、第１
の予定分割線と交差してＴ字形状を成す第２の予定分割線に沿って、第１の予定分割線と
の交差地点から所定の長さを残して、基板を分割するためのレーザ加工を行う工程を少な
くとも有するものである。
本発明によれば、第１の予定分割線と交差してＴ字形状を成す第２の予定分割線の交差
地点から所定の長さを残してレーザ加工を行うようにしたので、交差地点の先に加工して
はならない領域があった場合に、その手前で加工を停止することで、応力を加えて分割す
る等、その処理を行うことができる。

また、本発明に係る基板加工方法において、所定の長さが１００μｍになるように設定
し、レーザ加工を行う。
本発明によれば、レーザ加工精度を見越した上で、残す部分の長さを設定するようにし
たので、たとえ、加工の際にずれを起こしたとしても、そのずれを吸収し、分割を有効に
行うことができる。

また、本発明に係る基板加工方法は、基板を分割しようとする予定分割線のうち、ある
点から延びる、それぞれ同一直線上にない複数の予定分割線に沿って、ある点から複数の
予定分割線の所定の長さをエッチング加工する工程と、エッチング加工を行なっていない
予定分割線の部分に対して基板を分割するためのレーザ加工を行う工程とを少なくとも有
するものである。
本発明によれば、基板を複数に分割する際に、ある点から延びる、それぞれ同一直線上
にない複数の予定分割線に沿って、その、ある点から複数の予定分割線の所定の長さをエ
ッチング加工しておき、その点の手前でレーザ加工を開始又は終了することができるよう
にしておくことで、基板の加工精度を高くすることができる。ここで、同一直線上の２つ
の予定分割線については、特にエッチング加工を行うことなく、その直線に沿ってレーザ
加工を行うようにすればよい。

また、本発明に係る基板加工方法においては、基板をシリコンウェハとする。
本発明によれば、半導体素子等、素子形成に最も用いられており、エッチング加工等に
おいても種類が豊富なシリコンウェハに本方法を適用すれば最も有効に作用することがで
きる。特に経済的に高い効果を得ることができる。

また、本発明に係る基板加工方法は、固定したレーザ照射点に対して基板を移動させて
、基板のレーザ加工を行うものである。
本発明によれば、例えば、載置台に載せて基板を移動させることにより、レーザ加工用
のヘッドを移動させる場合と比較して加工精度を高くすることができる。

また、本発明に係る基板加工方法は、基板のレーザ加工を行わない部分をマスクしてレ
ーザ加工を行う。
本発明によれば、上述のエッチング加工、レーザ加工による方法に加え、さらにマスク
を用いてレーザ加工を行うようにしたので、レーザ光の照射又は非照射による制御を伴わ
なくても、より高精度の加工を行うことができる。

また、本発明に係る基板加工方法は、基板に対するレーザ光照射又は非照射の制御を、
Ｑスイッチによるパルス発振制御により行う。
本発明によれば、上述のエッチング加工、レーザ加工による方法に加え、さらにＱスイ
ッチによるパルス発振制御によるレーザ光照射又は非照射の制御を行うようにしたので、
より高精度の加工を行うことができる。

また、本発明に係る基板加工方法は、基板に対するレーザ光照射又は非照射の制御を、
シャッタの開閉制御により行う。
本発明によれば、上述のエッチング加工、レーザ加工による方法に加え、さらにシャッ
タの開閉制御によるレーザ光照射又は非照射の制御を行うようにしたので、より高精度の
加工を行うことができる。

また、本発明に係る基板加工方法において、レーザ加工は、応力付加による分割を行う
ための、予定分割線における切り込み溝形成又は改質を行う加工である。
本発明によれば、上述した方法を用いて切り込み溝形成又は改質を行う加工を行うよう
にしたので、エキスパンド等の応力付加を有効に、容易に行うことができる。

また、本発明に係る基板加工方法は、予定分割線に切断のための貫通溝を形成するもの
である。
本発明によれば、上述した方法を用いて貫通溝を形成する加工を行うようにしたので、
基板のチップへの分割を容易に行うことができる。また、応力を付加して分割する場合で
も、その応力が小さくてすむ。

また、本発明に係る基板加工方法は、ＹＡＧレーザの第２高調波又は第３高調波による
レーザ光を基板に照射して、切断又はスクライブのためのレーザ加工を行う。
本発明によれば、ＹＡＧレーザの第２高調波又は第３高調波を用いて切断又はスクライ
ブのためのレーザ加工を行うようにしたので、予定分割線によって特にスクライブの溝の
深さ等に関するばらつきがなく、容易に分割を行うことができる。

また、本発明に係る基板加工方法は、ＹＡＧレーザの基本波によるレーザ光を基板に照
射して、照射位置を改質させるレーザ加工を行う。
本発明によれば、ＹＡＧレーザの基本波を用いて照射位置の材質を改質させるレーザ加
工を行うようにしたので、予定分割線によって改質のばらつきがなく、容易に分割を行う
ことができる。

また、本発明に係る基板加工方法は、基板の任意の深さで集光させることができる集光
光学系をレーザ加工に用いる。
本発明によれば、集光光学系をレーザ加工に用いるようにしたので、基板表面、内部を
問わず、任意の深さにおいて予定分割線を加工することができる。特に、基板の内部改質
をはかるために集光する場合には有効である。

また、本発明に係る基板加工方法は、位相格子により分岐させたレーザ光を基板に照射
してレーザ加工を行う。
本発明によれば、レーザ加工の際に位相格子を用いるようにしたので、同時に複数の予
定分割線に対してレーザ加工を行うことができるので、時間短縮を図ることができる。

また、本発明に係る素子製造方法は、段違いに配列された基板上の複数の素子をチップ
に分割する際、上記の基板加工方法に基づいて、隣接する素子間の関係において段違いに
なっている方向の予定分割線を第２の予定分割線としてチップに分割するための加工を行
う。
本発明によれば、取り個数を多くする等の関係で、段違い（千鳥状）の配列で基板上に
形成された素子をチップに分割する際に上述の方法を用いるようにしたので、各素子の大
きさにばらつきがない精度の高い素子を製造することができる。特に、他の基板、チップ
等と接合を行う場合には、大きさがそろっているので都合がよい。また、素子をエッチン
グ加工する同じ工程内で予定分割線をエッチング加工できるので、加工時間を増やすこと
なく、上述の加工方法を行うことができる。

また、本発明に係る素子製造方法は、液滴吐出ヘッドの部材となる素子を製造するもの
である。
本発明によれば、素子が形成された基板を接合する必要がある液滴吐出ヘッドの部材と
なる素子を製造するために適用するようにしたので、基板間の大きさが整えられることで
、精度の高い接合を行うことができ、品質のよい液滴吐出ヘッドを製造することができる
。

実施の形態１．
図１は本発明の第１の実施の形態における、基板をチップ（小片）に分割する加工を行
うためのレーザ加工装置を構成する主要な手段の一例を表す図である。本実施の形態では
、基板上の分割を予定する線（以下、予定分割線という。予定分割線は、基本的には、加
工を行うための指標とするために基板の分割する部分に対して仮想的に設定される線であ
るが、実際に引かれてもよい。）に対し、応力付加によりエキスパンドするための、例え
ば切り込み溝を形成するスクライブ加工を行う場合について説明する。図１において、レ
ーザ発振器１は基板１０を加工するためのレーザ光を発振する装置である。本実施の形態
では、レーザ発振器１としてＹＡＧ（イットリウム−アルミニウム−ガーネット）レーザ
発振器を用い、エキスパンドを行うために最も都合がよいＹＡＧレーザの高調波（第２、
第３高調波）によるスクライブ（切り込み溝形成）を行うためのレーザ加工について説明
する。

レーザ発振器１から出力されたレーザ光は、アッテネータ２でレベルの調整等がなされ
る。さらに、レーザビームエキスパンダ３によりレーザ光が所望のスポット径の平行光に
調整される。反射ミラー４は伝送光学系の手段であり、レーザビームエキスパンダ３によ
り調整されたレーザ光を集光レンズ５に送るために設けられている。本実施の形態では、
反射ミラー４によりレーザ光を反射させて集光レンズ５まで送るが、例えば、光ファイバ
を用いてレーザ光の伝送を行うようにしてもよい。集光レンズ５はレーザ加工の加工ヘッ
ド（図示せず）に設けられた集光光学系（焦点光学系）のビーム収束手段であり、レーザ
光を集光し、基板１０の表面又は所定の位置（深さ）に焦点を合わせて照射するために設
けている。集光光学系を用いることにより、基板１０の任意の深さで集光し、レーザ加工
することができる。

シャッタ６は、基板１０に対するレーザ光の照射又は非照射を制御するためのものであ
る。レーザ光の照射又は非照射を制御できるものであればシャッタ６の種類については特
に限定しない。ここでは電磁シャッタを用いるものとする。応答速度の速い電磁シャッタ
とすることでレーザ光照射を高精度で制御でき、基板１０の加工精度を高めることができ
る。ここで、シャッタ６を用いる代わりに、基板１０に遮光用のマスク１１をレーザ加工
（レーザ光照射）をしない部分に付してもよい。この場合には照射又は非照射等の細かな
制御を必要としない。また、レーザ発振器１が有するＱスイッチ１Ａで基板１０の加工又
は非加工を制御するようにしてもよい。これらを任意に組み合わせることもできる。

ＸＹテーブル（ステージ）７は基板１０を載置する。制御手段８からの指示信号に基づ
いて、モータ等の駆動手段（図示せず）が駆動することで２次元（レーザ光が照射される
面に対して平行な方向）に移動することができる。これにより、レーザ照射点（レーザス
ポット）を固定したままでも、基板１０のレーザ光照射位置を相対的に移動させることが
でき、スクライブ、内部の改質、切断（カット）等のレーザ加工が可能となる。制御手段
８は、レーザ加工装置全体の制御を行うためのものであり、レーザ発振器１の発振制御、
ＸＹテーブル７の移動制御、シャッタ６の開閉制御等、装置内の各手段の動作を制御する
。ここでは特に図示していないが、レーザ発振器１、ＸＹテーブル７、シャッタ６等をそ
れぞれ制御するコントローラが設けられ、制御手段８がそれらのコントローラに指示を出
して、全体の制御を行っている場合もある。

図２は加工を行う基板の一部を表す図である。本実施の形態は、複数の素子（例えばイ
ンクジェットヘッドに代表される液滴吐出ヘッド等の手段を構成するために形成される部
材、半導体素子等）が千鳥状（段違い）に配列され、予定分割線がＴ字、段等の形状とな
っている基板について、その基板を各チップ（小片）に分割するための加工をすることを
主に考える。レーザ光が移動し、加工していく先に他の素子（チップ）の領域が存在する
と、その領域を加工しないようにするため、レーザ加工装置にはその直前で加工を停止さ
せることができる精度が要求される（図２（ａ））。また、それでも、その領域を誤って
加工してしまうこともある。そこで、本実施の形態は、例えばスクライブ、改質、切断（
カット）等、基板を分割するためのレーザ加工を行う工程前に、予定分割線上でレーザ加
工しない部分（例えば本実施の形態のように、素子をチップに分割して製造する場合は、
チップとなる領域部分）を加工してしまわないように、所定の部分にエッチング加工によ
る溝を形成するものである（図２（ｂ））。本実施の形態における所定の部分とは、例え
ば、第１の予定分割線に対してＴ字形状で交差している第２の予定分割線について、交差
地点から所定の長さの部分である。なお、第１の予定分割線と第２の予定分割線とは直交
に交差している必要はない。

エッチングによる溝は基板の一方の面に形成してもよいし、場合によっては両面に形成
してもよい。コスト等の面から考えて一般的にレーザ加工よりも高い精度が得られるエッ
チング加工により、あらかじめ溝を形成しておけば、その部分についてはレーザ加工をす
る必要がなく、レーザ光照射又は非照射（基板を加工できるだけの出力を与える又は与え
ない）の制御に時間的余裕を得ることができ、レーザ加工装置の加工精度、また、レーザ
加工の際に用いるマスクの精度等を気にしなくてもよくなる。つまり、エッチングによる
溝は、装置によるレーザ加工の精度の違いを緩衝させる役割を果たすことになる。

図３は基板１０を表す図である。図３において基板１０内の細線は予定分割線を表して
いる。本実施の形態では、加工対象物である基板１０を、汎用性が高く、エッチング加工
及びレーザ加工に適しているシリコン基板（ウェハ）とする。また、このシリコン基板は
、例えば（１１０）の結晶面方位を有しており、その方位を表すものとしてオリフラ（オ
リエンテーションフラット）を有している。オリフラと直交する方向は割れやすい（劈開
する）方向となる。そのため、この方向に沿ってエッチングを行い、溝（貫通溝を含む）
を形成してしまうと、搬送、接合時等に起こ得る衝撃に弱く、基板が非常に割れやすくな
る。そこで、基板上のチップ配列のレイアウトを行う場合、エッチングによる溝を形成し
たい方向がオリフラに平行な方向となるように設計することが望ましい。

そして、さらに本実施の形態では、基板の割れに対する強度を確保するために、ブレー
クダウンができる範囲で、エッチングによる基板材料（シリコン）の除去体積を少なくす
る。レーザ加工装置の加工精度によっても異なるが、溝の長さについては約１００μｍ確
保しておけば、基本的には基板１０の割れを防ぎつつ、加工しない部分を加工してしまう
こともないと考えられる。ここで、１００μｍ以下のレーザ加工精度を保証できるのであ
れば、基板の割れを防ぐために、エッチング加工による溝の長さを１００μｍより短くし
てもよい。また、逆に基板１０が割れないことが保証できるのであれば、溝の長さを１０
０μｍより長くしてもよい。

一方、溝の深さについては、基板１０の厚さ、エキスパンドを行う力等にもよるが、ブ
レークダウンが行えるようにするため、基板１０の厚さの５０％以上とする（基板両面を
エッチングする場合は全体で５０％以上とする）ことが望ましい。ここで、本実施の形態
では貫通溝を形成するためのエッチングによる加工を行うが、ブレークダウンできるので
あれば、エッチングにより加工する形状は溝に限定されず、穴等でもよい。また、例えば
貫通溝では基板１０の強度が保てない等の場合は、所定の深さの溝、穴等を形成するよう
にしてもよい。

基板１０をエッチングする方法については、水酸化カリウム（ＫＯＨ）溶液、フッ酸（
ＨＦ）等、アルカリ性溶液を用いたウェットエッチング法又はＲＩＥ（Reactive Ion Etc
hing）等を用いたドライエッチング法等、その種類、方法は問わない。例えば、異方性ウ
ェットエッチング法であれば、表面にシリコン酸化膜（ＳｉＯ₂）を成膜した後、基板１
０全体に感光性樹脂等のレジスト（マスク）となる膜を成膜し、レチクル等によりパター
ニングを行う（フォトリソグラフィ法）。ここで、エッチングを両面から行う場合は両面
をパターニングする。そして、エッチングを行う部分のシリコン酸化膜を除去した基板１
０を、例えば水酸化カリウム溶液等のアルカリ性溶液に浸漬して所定の時間エッチングを
行う。その後、シリコン酸化膜を剥離する。

ここでは、溝等を形成するエッチングとして説明したが、実際にチップを製造する場合
には、溝等の形成のために独立した工程を設ける必要がなく、例えば、基板１０上にチッ
プを形成のためのエッチングと共に同じ工程内で行うことにより、工程時間を短縮し、加
工の効率を高めることができる。

図４は基板１０のレーザ加工について表す図である。図４（ａ）はオリフラと平行方向
にレーザ光をスキャニングさせた（移動させた）ときの軌跡を表す図である。また、図４
（ｂ）はオリフラと垂直方向にレーザ光をスキャニングさせたときの軌跡を表す図である
。太線で示した部分がレーザ加工を行った部分であり、点線で示した部分はレーザ加工を
行わない（非照射等により、加工できるだけの出力を与えない）部分である。

レーザ発振器１から出力されたレーザ光は、アッテネータ２、レーザビームエキスパン
ダ３を介し、反射ミラー４によって反射され、集光レンズ５により集光されて、基板１０
に照射される。

固定されたレーザスポットに対し、ＸＹテーブル７が移動することで、基板１０が相対
的に移動し、基板１０について、スクライブによるレーザ加工することができる。そして
、基板１０に対するレーザ光の移動方向において、図４（ａ）のように、レーザ加工を行
う部分と行わない部分とが断続的に存在する場合には、加工しない部分の位置を通過する
際にシャッタ６を閉じることにより、基板１０にレーザ光を照射しないようにする。一方
、図４（ｂ）のように、連続して加工できる場合は、シャッタ６を閉じる必要はない。制
御手段８は、レーザ発振器１、シャッタ６、ＸＹテーブル７等を連携させて制御する。

スクライブによるレーザ加工が終わった基板１０に対して、エキスパンド等、応力を付
加することにより、各チップに分割された素子が複数製造される。ここで、例えばインク
ジェットヘッドの部材を素子として形成している場合は、他の部材が形成された基板と接
合し、エキスパンド等を行う。

以上のように第１の実施の形態によれば、基板１０の予定分割線をレーザ加工して複数
の素子を各チップに分割する際に、高精度なレーザ加工が要求されるような場合（例えば
、予定分割線がＴ字状に交差した交差地点でレーザ加工を停止しなければならないような
場合）、その地点から所定の長さの部分に対し、あらかじめエッチング加工による貫通溝
を含む所定の深さの溝を形成しておくことで、レーザ加工の精度の違いを緩衝し、同レベ
ルの精度をレーザ加工だけで実現する場合に比べ、歩留まりを向上させ、時間的、経済的
コストを削減し、効率よく高精度に基板１０を加工することができる。エッチング加工に
よる溝形成は、素子を形成する際に行うエッチング加工と同じ工程で行えるので、時間を
費やすことなく行える。また、基板が結晶面方位（例えば、（１１０）面方位のシリコン
基板）を有しており、結晶方向に劈開する場合、その方向に垂直な方向（例えばオリフラ
に平行な方向）の予定分割線に沿ってエッチング加工による溝を形成するように設計して
、エッチングを行うようにしたので、結晶面方位に沿った溝を形成する場合に比べて、格
段に基板の強度を維持させることができる。そして、固定したレーザスポットに対してＸ
Ｙテーブル７（基板１０）を移動させてレーザ加工するようにしたので、基板１０を固定
してレーザスポットを移動させる場合に比べて高精度のレーザ加工が期待できる。また、
ＹＡＧレーザの高調波（第２、第３高調波）によるスクライブ（切り込み溝形成）を行う
ので、エキスパンドによる分割を効率よく行うことができる。エッチング加工による溝形
成を用いれば高精度の加工を行うことができるが、本実施の形態では、さらにシャッタ６
、Ｑスイッチ１Ａ、マスク１１を用いてレーザ加工の精度を向上させるようにしたので、
さらなる歩留まり向上が期待できる。

実施の形態２．
図５は本発明の第２の実施の形態に係る基板１０Ａを表す図である。上述の第１の実施
の形態では、より強度を確保するために、エッチングによる溝を形成する部分を第２の予
定分割線の一部分に限定した。ただ、これには限定されず、基板の割れに対する強度を確
保できるのであれば、図５のように、第２の予定分割線に平行な予定分割線（ここではオ
リフラと平行な予定分割線全体）に対してエッチングによる溝を形成するようにしてもよ
い。

この場合、オリフラと平行な方向に対してはすでに溝を形成しているため、レーザ加工
を行う必要がない（すなわち図４（ａ）の方向に対するレーザ加工工程を省略することが
できる）。図４（ｂ）のようにオリフラと垂直な方向にのみレーザ加工を行えばよいので
、基板１０Ａの加工時間（素子の製造時間）短縮を図ることができる。また、シャッタ６
の開閉制御等、レーザ光の照射又は非照射の制御等をする必要がなく、レーザ加工を簡単
にすることができる。

実施の形態３．
上述の実施の形態は、レーザ加工により溝を加工するようにしたが、ＹＡＧレーザ発振
器を用いて、ＹＡＧレーザの基本波による基板内部の改質のためのレーザ加工をおこなう
こともできる。レーザ加工により基板内部を改質することによって、予定分割線における
基板材質を脆性にすることにより、エキスパンドを行いやすくし、効率よく分割すること
ができる。加工によっては機械等のエキスパンドによらなくても自然に割ることもできる
。

また、実施の形態１では、ＹＡＧレーザの高調波（第２、第３高調波）により、スクラ
イブのためのレーザ加工を行ったが、例えば切断のためのレーザ加工を行ってもよい。そ
してＹＡＧレーザだけでなく、ＣＯ₂レーザ発振器、ＣＯレーザ発振器、エキシマレーザ
発振器等を用い、基板を加工できるレーザであれば、レーザ発振器、レーザ光の種類は特
に限定しない。

実施の形態４．
図６は本発明の第４の実施の形態に係る加工を行う基板の一部を表す図である。本実施
の形態は、上述の第１の実施の形態においてエッチング加工を行っていた部分を残してレ
ーザ加工だけを行う場合について説明する。基板の厚さ等の条件によっても異なるが、少
なくとも液滴吐出ヘッドを構成する部材が形成される基板の厚さのレベルであれば、加工
されていない部分が２００μｍであっても、素子に影響を与えることなくエキスパンド等
を行うことができる。

第１の実施の形態では、レーザ加工の精度を見越した上でエッチング加工を行う部分の
長さを１００μｍとした。本実施の形態においても、レーザ加工を行わない部分を１００
μｍとするように設定する。このように設定すれば、例えば、レーザ加工が１００μｍの
ずれを起こしたとしても、残された部分が０以上であるので他の素子の領域をレーザ加工
することなく、また、２００μｍ以下であるので、エキスパンド等を行う溝を形成するこ
とができる。ここで、場合によっては、各チップに分割した後、分割した面を整える工程
を付加してもよい。

実施の形態５．
図７は本発明の第５の実施の形態に係るレーザ加工装置を構成する主要な手段の一例を
表す図である。図７において、図１と同じ符号を付しているものは、実施の形態で説明し
たことと同様の機能を有しているので説明を省略する。ここでは、反射ミラー４と集光レ
ンズ５の間に位相格子５Ａを設けている。位相格子５Ａは入射光に対してその位相を変化
させる特性を持つものであり、表面に凹凸を持つ表面位相格子や、媒質内部の屈折率が周
期的に変化する体積位相格子がある。位相格子５Ａについて、凹凸の形状や間隔を任意に
設計することができるので、所望の間隔でレーザ光を分岐することができる。これにより
、複数の予定分割線に対して、一度にレーザ加工を行うことができ、加工時間（素子の製
造時間）の短縮を図ることができる。

実施の形態６．
図８は本発明の第６の実施の形態に係る基板分割方法に係る予定分割線の例を表す図で
ある。上述の実施の形態においては、矩形（四角形）状のチップに分割することを前提と
して説明した。本発明はこれに限定されるものではなく、様々な形状のチップに分割する
こともできる。その際、ある交点を中心にそれぞれ同一直線上にない予定分割線（異なる
方向に延びている線）が存在する場合には、その点から所定の長さの部分についてエッチ
ング加工を行っておけば、レーザ加工の精度によらず、高精度に基板の加工を行うことが
できる（図８（ａ））。なお、例えばその予定分割線に沿ったレーザ光の進行先の領域が
加工されてもよい場合は、その予定分割線に対してエッチング加工を行う必要はない（図
８（ｂ））。

実施の形態７．
実施の形態１では、基板１０、１０Ａをシリコンウェハとしたが、これに限定されるも
のではなく、ガラス基板、他の材料のウェハ等でも実現することができる。また、複数の
基板を積層させた基板でも実現することができる。また、基板上に形成される素子につい
ても、例えばインクジェットヘッドを構成するために形成される部材、半導体を形成する
ための素子に限定するものではなく、例えば、振動子等、他のＭＥＭＳ（Micro Electro
Mechanical System）等の技術を用いて作製された素子についても適用することができる
。

レーザ加工装置を構成する手段の一例を表す図である。加工を行う基板の一部を表す図である。基板１０を表す図である。基板１０のレーザ加工について表す図である。本発明の第２の実施の形態に係る基板１０Ａを表す図である。本発明の第４の実施の形態に係る加工を行う基板の一部を表す図である。実施形態５に係るレーザ加工装置を構成する手段の一例を表す図である。本発明の基板分割方法に係る予定分割線の例を表す図である。

符号の説明

１レーザ発振器、１ＡＱスイッチ、２アッテネータ、３レーザビームエキスパ
ンダ、４反射ミラー、５集光レンズ、６シャッタ、７ＸＹテーブル、８制御手
段、１０，１０Ａ基板、１１マスク、１２位相格子

Claims

基板を分割しようとする予定分割線のうち、第１の予定分割線と交差してＴ字形状を成
す第２の予定分割線に沿って、前記第１の予定分割線との交差地点から所定の長さ及び深
さでエッチング加工を行う工程と、
該エッチング加工を行なっていない前記予定分割線の部分に対して前記基板を分割する
ためのレーザ加工を行う工程と
を少なくとも有することを特徴とする基板加工方法。
基板を分割しようとする予定分割線のうち、第１の予定分割線と交差してＴ字形状を成
す第２の予定分割線及び該第２の予定分割線と平行な予定分割線に対し、所定の深さでエ
ッチング加工する工程と、
該エッチング加工を行なっていない前記予定分割線に対して前記基板を分割するための
レーザ加工を行う工程と
を少なくとも有することを特徴とする基板加工方法。
前記第２の予定分割線が結晶面方位を有する基板に設けられたオリフラと平行になるよ
うに前記予定分割線を配線することを特徴とする請求項１又は２記載の基板加工方法。
基板を分割しようとする予定分割線のうち、第１の予定分割線と交差してＴ字形状を成
す第２の予定分割線に沿って、前記第１の予定分割線との交差地点から所定の長さを残し
て、前記基板を分割するためのレーザ加工を行う工程を少なくとも有することを特徴とす
る基板加工方法。
前記所定の長さが１００μｍになるように設定し、レーザ加工を行うことを特徴とする
請求項４記載の基板加工方法。
基板を分割しようとする予定分割線のうち、ある点から延びる、それぞれ同一直線上に
ない複数の予定分割線に沿って、前記ある点から前記複数の予定分割線の所定の長さをエ
ッチング加工する工程と、
該エッチング加工を行なっていない前記予定分割線の部分に対して前記基板を分割する
ためのレーザ加工を行う工程と
を少なくとも有することを特徴とする基板加工方法。
前記基板をシリコンウェハとすることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の基
板加工方法。
固定したレーザ照射点に対して前記基板を移動させて、前記基板のレーザ加工を行うこ
とを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の基板加工方法。
前記基板のレーザ加工を行わない部分をマスクして前記レーザ加工を行うことを特徴と
する請求項１〜８のいずれかに記載の基板加工方法。
前記基板に対するレーザ光照射又は非照射の制御を、Ｑスイッチによるパルス発振制御
により行うことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の基板加工方法。
前記基板に対するレーザ光照射又は非照射の制御を、シャッタの開閉制御により行うこ
とを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の基板加工方法。
前記レーザ加工は、応力付加による分割を行うための、前記予定分割線における切り込
み溝形成又は改質を行う加工であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の
基板加工方法。
前記予定分割線に切断のための貫通溝を形成することを特徴とする請求項１〜１１のい
ずれかに記載の基板加工方法。
ＹＡＧレーザの第２高調波又は第３高調波によるレーザ光を前記基板に照射して、切断
又はスクライブのためのレーザ加工を行うことを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに
記載の基板加工方法。
ＹＡＧレーザの基本波によるレーザ光を前記基板に照射して、照射位置を改質させるレ
ーザ加工を行うことを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の基板加工方法。
前記基板の任意の深さで集光させることができる集光光学系を前記レーザ加工に用いる
ことを特徴とする請求項１〜１５のいずれかに記載の基板加工方法。
位相格子により分岐させた前記レーザ光を前記基板に照射して前記レーザ加工すること
を特徴とする請求項１〜１６のいずれかに記載の基板加工方法。
段違いに配列された基板上の複数の素子をチップに分割する際、
請求項１〜５、前記請求項１〜５に従属する請求項７〜１７のいずれかに記載の基板加
工方法に基づいて、隣接する素子間の関係において前記段違いになっている方向の予定分
割線を前記第２の予定分割線としてチップに分割するための加工を行うことを特徴とする
素子製造方法。
液滴吐出ヘッドの部材となる素子を製造することを特徴とする請求項１８記載の素子製
造方法。