JP2013046924A - レーザダイシング方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】被加工基板をステージに載置し、クロック信号を発生し、クロック信号に同期したパルスレーザビームを出射し、被加工基板とパルスレーザビームとを相対的に移動させ、被加工基板へのパルスレーザビームの照射と非照射を、クロック信号に同期して、パルスピッカーを用いてパルスレーザビームの通過と遮断を制御することで、光パルス単位で切り替え、被加工基板に基板表面に達するクラックを形成するレーザダイシング方法であって、パルスレーザビームの照射エネルギー、パルスレーザビームの加工点深さ、および、パルスレーザビームの照射非照射の間隔を制御することにより、クラックが被加工基板表面において連続するよう形成することを特徴とするレーザダイシング方法。
【選択図】図1
Description
被加工基板の屈性率:n
被加工基板表面からの加工位置:L
Z軸移動距離:Lz
とすると、
Lz=L/n
となる。即ち、集光レンズによる集光位置を被加工基板の表面をZ軸初期位置とした時、基板表面から深さ「L」の位置に加工する場合、Z軸を「Lz」移動させればよい。
ビームスポット径:D(μm)
繰り返し周波数:F(KHz)
の条件で加工を行うとすると、照射光パルスがスポット径のピッチで照射と非照射を繰り返すためのステージ移動速度V(m/sec)は、
V=D×10−6×F×103
となる。
ビームスポット径:D=2μm
繰り返し周波数:F=50KHz
の加工条件で行うとすると、
ステージ移動速度:V=100mm/sec
となる。
SL:同期位置から基板までの距離
WL:加工長
W1:基板端から照射開始位置までの距離
W2:加工範囲
W3:照射終了位置から基板端までの距離
が管理される。
実施の形態に記載した方法により、下記条件でレーザダイシングを行った。
被加工基板:サファイア基板、基板厚100μm
レーザ光源:Nd:YVO4レーザ
波長:532nm
照射エネルギー:50mW
レーザ周波数:20KHz
照射光パルス数(P1):1
非照射光パルス数(P2):2
ステージ速度:25mm/sec
加工点深さ:被加工基板表面から約25.2μm
照射/非照射=1/1とする以外は、実施例1と同様の方法でレーザダイシングを行った。レーザダイシングの結果を、図9(b)に示す。上側の光学写真は、基板内部の改質領域に焦点を合わせて撮影している。下側の光学写真は、基板表面のクラックに焦点を合わせて撮影している。
照射/非照射=2/2とする以外は、実施例1と同様の方法でレーザダイシングを行った。レーザダイシングの結果を、図9(c)に示す。上側の光学写真は、基板内部の改質領域に焦点を合わせて撮影している。下側の光学写真は、基板表面のクラックに焦点を合わせて撮影している。
照射/非照射=2/3とする以外は、実施例1と同様の方法でレーザダイシングを行った。レーザダイシングの結果を、図9(e)に示す。上側の光学写真は、基板内部の改質領域に焦点を合わせて撮影している。下側の光学写真は、基板表面のクラックに焦点を合わせて撮影している。
照射/非照射=1/3とする以外は、実施例1と同様の方法でレーザダイシングを行った。レーザダイシングの結果を、図9(d)に示す。上側の光学写真は、基板内部の改質領域に焦点を合わせて撮影している。下側の光学写真は、基板表面のクラックに焦点を合わせて撮影している。
実施の形態に記載した方法により、下記条件でレーザダイシングを行った。
被加工基板:サファイア基板、基板厚100μm
レーザ光源:Nd:YVO4レーザ
波長:532nm
照射エネルギー:90mW
レーザ周波数:20KHz
照射光パルス数(P1):1
非照射光パルス数(P2):1
ステージ速度:25mm/sec
加工点深さ:被加工基板表面から約25.2μm
照射/非照射=1/2とする以外は、実施例5と同様の方法でレーザダイシングを行った。レーザダイシングの結果を、図11(b)に示す。上側の光学写真は、基板内部の改質領域に焦点を合わせて撮影している。下側の光学写真は、基板表面のクラックに焦点を合わせて撮影している。
照射/非照射=2/2とする以外は、実施例5と同様の方法でレーザダイシングを行った。レーザダイシングの結果を、図11(c)に示す。上側の光学写真は、基板内部の改質領域に焦点を合わせて撮影している。下側の光学写真は、基板表面のクラックに焦点を合わせて撮影している。
照射/非照射=1/3とする以外は、実施例5と同様の方法でレーザダイシングを行った。レーザダイシングの結果を、図11(d)に示す。上側の光学写真は、基板内部の改質領域に焦点を合わせて撮影している。下側の光学写真は、基板表面のクラックに焦点を合わせて撮影している。
照射/非照射=2/3とする以外は、実施例5と同様の方法でレーザダイシングを行った。レーザダイシングの結果を、図11(e)に示す。上側の光学写真は、基板内部の改質領域に焦点を合わせて撮影している。下側の光学写真は、基板表面のクラックに焦点を合わせて撮影している。
照射/非照射=2/3とする以外は、実施例5と同様の方法でレーザダイシングを行った。レーザダイシングの結果を、図11(f)に示す。上側の光学写真は、基板内部の改質領域に焦点を合わせて撮影している。下側の光学写真は、基板表面のクラックに焦点を合わせて撮影している。
実施の形態に記載した方法により、下記条件でレーザダイシングを行った。
被加工基板:サファイア基板、基板厚100μm
レーザ光源:Nd:YVO4レーザ
波長:532nm
照射エネルギー:50mW
レーザ周波数:20KHz
照射光パルス数(P1):1
非照射光パルス数(P2):2
ステージ速度:25mm/sec
加工点深さ:被加工基板表面から約15.2μm
照射/非照射=1/1とする以外は、実施例11と同様の方法でレーザダイシングを行った。レーザダイシングの結果を、図12(b)に示す。
照射/非照射=2/2とする以外は、実施例11と同様の方法でレーザダイシングを行った。レーザダイシングの結果を、図12(c)に示す。
照射/非照射=1/3とする以外は、実施例11と同様の方法でレーザダイシングを行った。レーザダイシングの結果を、図12(d)に示す。
照射/非照射=2/3とする以外は、実施例11と同様の方法でレーザダイシングを行った。レーザダイシングの結果を、図12(e)に示す。
実施の形態に記載した方法により、下記条件でレーザダイシングを行った。
被加工基板:サファイア基板
レーザ光源:Nd:YVO4レーザ
波長:532nm
照射エネルギー:90mW
レーザ周波数:20KHz
照射光パルス数(P1):1
非照射光パルス数(P2):1
ステージ速度:25mm/sec
加工点深さ:被加工基板表面から約15.2μm
照射/非照射=1/2とする以外は、実施例16と同様の方法でレーザダイシングを行った。レーザダイシングの結果を、図13(b)に示す。
照射/非照射=2/2とする以外は、実施例16と同様の方法でレーザダイシングを行った。レーザダイシングの結果を、図13(c)に示す。
照射/非照射=1/3とする以外は、実施例16と同様の方法でレーザダイシングを行った。レーザダイシングの結果を、図13(d)に示す。
照射/非照射=2/3とする以外は、実施例16と同様の方法でレーザダイシングを行った。レーザダイシングの結果を、図13(e)に示す。
照射/非照射=1/4とする以外は、実施例16と同様の方法でレーザダイシングを行った。レーザダイシングの結果を、図13(f)に示す。
(実施例22)
実施の形態に記載した方法により、下記条件でレーザダイシングを行った。
被加工基板:サファイア基板、基板厚150μm
レーザ光源:Nd:YVO4レーザ
波長:532nm
照射エネルギー:200mW
レーザ周波数:200KHz
照射光パルス数(P1):1
非照射光パルス数(P2):2
ステージ速度:5mm/sec
加工点深さ:被加工基板表面から約23.4μm
照射/非照射=2/4とする以外は、実施例22と同様の方法でレーザダイシングを行った。レーザダイシングの結果を、図16(b)に示す。
照射/非照射=3/5とする以外は、実施例22と同様の方法でレーザダイシングを行った。レーザダイシングの結果を、図16(c)に示す。
実施の形態に記載した方法により、下記条件でレーザダイシングを行った。
被加工基板:水晶基板、基板厚100μm
レーザ光源:Nd:YVO4レーザ
波長:532nm
照射エネルギー:250mW
レーザ周波数:100KHz
照射光パルス数(P1):3
非照射光パルス数(P2):3
ステージ速度:5mm/sec
加工点深さ:被加工基板表面から約10μm
実施の形態に記載した方法により、下記条件でレーザダイシングを行った。
被加工基板:石英ガラス基板、基板厚500μm
レーザ光源:Nd:YVO4レーザ
波長:532nm
照射エネルギー:150mW
レーザ周波数:100KHz
照射光パルス数(P1):3
非照射光パルス数(P2):3
ステージ速度:5mm/sec
加工点深さ:被加工基板表面から約12μm
加工点深さを被加工基板表面から約14μmとする以外は、実施例26と同様の方法でレーザダイシングを行った。レーザダイシングの結果を、図19に示す。
加工点深さを被加工基板表面から約16μmとする以外は、実施例26と同様の方法でレーザダイシングを行った。レーザダイシングの結果を、図19に示す。
加工点深さを被加工基板表面から約18μmとする以外は、実施例26と同様の方法でレーザダイシングを行った。レーザダイシングの結果を、図19に示す。
加工点深さを被加工基板表面から約20μmとする以外は、実施例26と同様の方法でレーザダイシングを行った。レーザダイシングの結果を、図19に示す。
12 レーザ発振器
14 パルスピッカー
16 ビーム整形器
18 集光レンズ
20 XYZステージ部
22 レーザ発振器制御部
24 パルスピッカー制御部
26 加工制御部
28 基準クロック発振回路
30 加工テーブル部
Claims (5)
- 被加工基板をステージに載置し、
クロック信号を発生し、
前記クロック信号に同期したパルスレーザビームを出射し、
前記被加工基板と前記パルスレーザビームとを相対的に移動させ、
前記被加工基板への前記パルスレーザビームの照射と非照射を、前記クロック信号に同期して、パルスピッカーを用いて前記パルスレーザビームの通過と遮断を制御することで、光パルス単位で切り替え、
前記被加工基板に基板表面に達するクラックを形成するレーザダイシング方法であって、
前記パルスレーザビームの照射エネルギー、前記パルスレーザビームの加工点深さ、および、前記パルスレーザビームの照射領域および非照射領域の長さを制御することにより、前記クラックが前記被加工基板表面において連続するよう形成することを特徴とするレーザダイシング方法。 - 前記クラックが前記被加工基板表面において略直線的に形成されることを特徴とする請求項1記載のレーザダイシング方法。
- 前記被加工基板の位置と前記パルスピッカーの動作開始位置が同期することを特徴とする請求項1または請求項2記載のレーザダイシング方法。
- 前記被加工基板がサファイア基板、水晶基板、またはガラス基板であることを特徴とする請求項1ないし請求項3いずれか一項記載のレーザダイシング方法。
- 前記ステージを前記クロック信号に同期させて移動することにより、前記被加工基板と前記パルスレーザビームとを相対的に移動させることを特徴とする請求項3記載のレーザダイシング方法。
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