JP2013058591A - Electron source block wafer dicing method, electron source block, and x-ray diagnostic device using its electron source block - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、電子源ブロックウェーハのダイシング方法と、電子源ブロックと、その電子源ブロックを用いたX線診断装置に関するものである。 The present invention relates to an electron source block wafer dicing method, an electron source block, and an X-ray diagnostic apparatus using the electron source block, for example.
X線センサーの基本構成は、受光したX線の強度に応じて正孔を発生する光電変換膜と、この光電変換膜に発生した正孔に対して電子を放出する電子源を構成要素としている。 The basic configuration of an X-ray sensor includes a photoelectric conversion film that generates holes according to the intensity of received X-rays and an electron source that emits electrons to the holes generated in the photoelectric conversion film. .
この電子源は、基板と、この基板上に、X線画像上の画素に対応するように高密度にタイリングされた複数の電子源ブロックユニットと、を備えた構成となっていた。 This electron source has a configuration including a substrate and a plurality of electron source block units tiled on the substrate at high density so as to correspond to pixels on the X-ray image.
この電子源ブロックユニットの製造方法においては、1枚のウェハから電子源ブロックを所定の大きさに分割する必要があるが、この分割の際には、ブレードダイシングを用いて、ストリートによって区画された複数の電子源ブロックが形成された半導体ウェハをダイシングしていた(例えば下記特許文献1)。
In this method of manufacturing the electron source block unit, it is necessary to divide the electron source block into a predetermined size from one wafer. At the time of this division, blade dicing is used to define the electron source block. A semiconductor wafer on which a plurality of electron source blocks are formed is diced (for example,
また、別のダイシング方法としては、基板に対して透過する波長のレーザーを、基板の内部に集光点を合わせて、前記基板の切断予定ラインに沿って前記基板の内部に多光子吸収による改質領域を形成する工程を備える、レーザー加工方法が用いられていた(例えば下記特許文献2)。 As another dicing method, a laser having a wavelength that is transmitted to the substrate is adjusted by multiphoton absorption along the planned cutting line of the substrate with a converging point inside the substrate. The laser processing method provided with the process of forming a quality area | region was used (for example, the following patent document 2).
上記従来の製造方法でダイシングした電子源ブロックの課題は、電子源ブロックを狭ダイシングストリート幅で高精度に切断することができず、複数枚の電子源ブロックウェーハから電子放出特性のそろった電子源ブロックを選択し、複数個並べてX線センサーとして使用する際に、継目において画素間隔が広くなりライン欠陥が発生していた。 The problem of the electron source block diced by the above-mentioned conventional manufacturing method is that the electron source block cannot be cut with high precision with a narrow dicing street width, and an electron source having uniform electron emission characteristics from a plurality of electron source block wafers. When a plurality of blocks are selected and used as an X-ray sensor by arranging a plurality of blocks, the pixel interval is widened at the joint and line defects are generated.
すなわち、電子源ブロックウェーハをブレードダイシングを用いて切断していたが、ブレードダイシングでは、刃厚が50〜100ミクロンあり、また、水冷されているが切削部分の発熱量が多く、ダイシングラインより100ミクロン以上素子を離さないと熱により素子が破壊されてしまうという問題があり、狭ダイシングを実現することができなかった。さらに、切断端面に20〜30ミクロンのチッピングやバリが発生し、高精度に加工することが出来なかった。 In other words, the electron source block wafer was cut using blade dicing. However, in blade dicing, the blade thickness is 50 to 100 microns, and although the water is cooled, the amount of heat generated at the cutting portion is larger, and is 100 than that of the dicing line. If the elements are not separated by more than a micron, there is a problem that the elements are destroyed by heat, and narrow dicing cannot be realized. Further, chipping and burrs of 20 to 30 microns occurred on the cut end face, and it was impossible to process with high accuracy.
また、レーザダイシングにおいては、ガラス基板の切断の場合、ガラスの種類により条件が異なるため切断が難しく、切断精度は端面直進性±5〜10ミクロン、断面直進性±5〜10ミクロンであり、高精度に加工することができなかった。また、シリコン基板の切断の場合、切断精度は端面直進性±1〜2ミクロン、断面直進性±1〜2ミクロンを実現できるものの、改質領域形成時の熱が発生するため、素子をダイシングラインから20ミクロン以上は離す必要があり、狭ダイシングを実現することができなかった。 Also, in laser dicing, when cutting a glass substrate, the conditions vary depending on the type of glass, so cutting is difficult, and the cutting accuracy is straight end face straightness ± 5 to 10 microns, cross section straightness ± 5 to 10 microns, It could not be processed with high accuracy. In the case of cutting a silicon substrate, although the cutting accuracy can achieve end face straightness ± 1 to 2 microns and cross section straightness ± 1 to 2 microns, the heat is generated when the modified region is formed. Therefore, it is necessary to separate them by 20 microns or more, and narrow dicing cannot be realized.
そこで本発明は、素子に熱ダメージを与えることなく、電子源ブロックウェーハから電子源ブロックを狭ダイシングストリート幅で高精度に切断することを目的とするものである。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to cut an electron source block from an electron source block wafer with a narrow dicing street width with high accuracy without causing thermal damage to the element.
そしてこの目的を達成するために本発明の電子源は、複数の電子源ブロックより形成される電子源ブロックウェーハから、電子源ブロックをダイシングする方法であって、ガラス基板の下面にシリコン基板を接着する工程と、このガラス基板の上面に電子源ブロックごとに電子放出素子群を形成した電子源ブロックウェーハを製造する工程と、前記電子源ブロックウェーハ上の電子源ブロック間のストリートの切断予定ラインに沿って、レーザー光を、ガラス基板上面よりガラス基板下面に接着されたシリコン基板の内部に集光点を合わせて照射して、このシリコン基板内に改質領域を形成する工程と、前記切断予定ラインに沿って、前記改質領域を起点としてガラス基板とシリコン基板を割断する工程と、を備えたものであり、これにより所期の目的を達成するものである。 In order to achieve this object, the electron source of the present invention is a method of dicing an electron source block from an electron source block wafer formed from a plurality of electron source blocks, and bonding a silicon substrate to the lower surface of a glass substrate A step of manufacturing an electron source block wafer in which an electron-emitting device group is formed for each electron source block on the upper surface of the glass substrate, and a street cutting planned line between the electron source blocks on the electron source block wafer. Along the step of irradiating a laser beam from the upper surface of the glass substrate to the inside of the silicon substrate bonded to the lower surface of the glass substrate with a focusing point to form a modified region in the silicon substrate; And cleaving the glass substrate and the silicon substrate from the modified region as a starting point along the line, It is intended to achieve the fiscal objectives of.
以上のように、本発明の電子源ブロックウェーハのダイシング方法は、複数の電子源ブロックより形成される電子源ブロックウェーハから、電子源ブロックをダイシングする方法であって、ガラス基板の下面にシリコン基板を接着する工程と、このガラス基板の上面に電子源ブロックごとに電子放出素子群を形成し、電子源ブロックウェハを製造する工程と、前記電子源ブロックウェーハ上の電子源ブロック間のストリートの切断予定ラインに沿って、レーザー光を、ガラス基板上面よりガラス基板下面に接着されたシリコン基板の内部に集光点を合わせて照射して、このシリコン基板内に改質領域を形成する工程と、前記切断予定ラインに沿って、前記改質領域を起点としてガラス基板とシリコン基板を割断する工程と、を備えたものであるので、電子放出素子に熱ダメージを与えることなく、電子源ブロックウェーハから電子源ブロックを狭ダイシングストリート幅で高精度に切断することができる。 As described above, the electron source block wafer dicing method according to the present invention is a method of dicing an electron source block from an electron source block wafer formed of a plurality of electron source blocks, and a silicon substrate on a lower surface of a glass substrate. A step of forming an electron-emitting device group for each electron source block on the upper surface of the glass substrate to manufacture an electron source block wafer, and a street cutting between the electron source blocks on the electron source block wafer A step of forming a modified region in the silicon substrate by irradiating a laser beam with a condensing point on the inside of the silicon substrate bonded to the lower surface of the glass substrate along a predetermined line, A step of cleaving the glass substrate and the silicon substrate from the modified region as a starting point along the planned cutting line. Because, without giving thermal damage to the electron-emitting device, it can be cut from the electron source block wafer with high precision electron source block at a narrow dicing street width.
すなわち、電子源ブロック間のストリートの切断予定ラインに沿って、レーザー光を、ガラス基板上面よりガラス基板下面に密着して接合されたシリコン基板の内部に集光点を合わせて照射することにより、ガラス基板により電子源素子への熱ダメージを抑制しながらシリコン基板の集光点に多光子吸収を起こし、切断の起点となる改質領域を形成できる。また、レーザーの入射経路におけるガラス基板も、その経路において多少の光子吸収が発生してガラスの構造変化が生じる。特に、シリコン基板内部に集光点を合わせているのでガラス基板とシリコン基板の界面付近において、この構造変化は強くなり、その部分から力が加わればレーザーの入射方向に向かってガラス基板内にクラックが伸展しやすくなる。その結果、切断予定ラインに沿ってシリコン基板内の改質領域を起点として割断すると、クラックがガラス基板にもまっすぐ伸展してガラス基板まで割断することが可能となるので、電子源ブロックウェーハを狭ダイシングストリート幅で高精度に切断できるのである。 That is, along the planned cutting line of the street between the electron source blocks, by irradiating the laser beam with the focusing point inside the silicon substrate bonded in close contact with the glass substrate lower surface from the glass substrate upper surface, While suppressing thermal damage to the electron source element by the glass substrate, multiphoton absorption is caused at the condensing point of the silicon substrate, and a modified region serving as a starting point of cutting can be formed. Further, the glass substrate in the laser incident path also undergoes some photon absorption in the path, resulting in a glass structural change. In particular, since the condensing point is aligned inside the silicon substrate, this structural change becomes strong near the interface between the glass substrate and the silicon substrate, and if a force is applied from that portion, cracks will occur in the glass substrate in the laser incident direction. Becomes easier to extend. As a result, when the modified region in the silicon substrate is cleaved along the planned cutting line, the crack extends straight to the glass substrate and can be cleaved to the glass substrate. The dicing street width can be cut with high accuracy.
以下、本発明にかかるX線センサー、およびそのX線センサーを用いたX線診断装置の実施の一形態について、添付図面を交えて説明する。なお添付図面は、理解を容易にするために模式的な図を示している。 Hereinafter, an embodiment of an X-ray sensor according to the present invention and an X-ray diagnostic apparatus using the X-ray sensor will be described with reference to the accompanying drawings. Note that the attached drawings are schematic views for easy understanding.
まず、この実施の形態にかかるX線診断装置の全体構成について、図1および図2を用いて説明する。 First, the overall configuration of the X-ray diagnostic apparatus according to this embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
図1は本発明の実施の形態にかかるX線診断装置の構成図である。図1に示すように、X線診断装置は、X線源1と、X線源1から所定の間隔をおいて対向配置されるX線センサー2とを備え、X線源1から放射したX線を撮像対象者3に照射し、その撮像対象者3を透過したX線をX線センサー2に入射させることにより、撮像対象者3の内部の状態を可視化とするものである。
FIG. 1 is a configuration diagram of an X-ray diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the X-ray diagnostic apparatus includes an
具体的には、側面視したときの形状が略半円状のアーム4の一端にX線源1が設けられ、アーム4の他端にX線センサー2が設けられている。このようにしてX線源1とX線センサー2が所定の間隔をおいて対向配置されている。したがってアーム4によって、ベッド5に横たわった撮像対象者3を挟んでX線源1とX線センサー2とを対向配置させることができるので、X線源1から照射されて撮像対象者3を透過したX線を、X線センサー2で検出することができる。
Specifically, the
アーム4は、装置本体6に回動自在に取り付けられている。装置本体6は、アーム4を回動させる駆動装置(図示せず)を内蔵している。このようにすることで、撮像対象者3の内部の状態を様々な角度から可視化することが可能となる。
The arm 4 is rotatably attached to the apparatus
図2は本発明の実施の形態にかかるX線診断装置のブロック図である。 FIG. 2 is a block diagram of the X-ray diagnostic apparatus according to the embodiment of the present invention.
図2に示すように、X線源1はX線制御部7に接続されており、X線制御部7はコントローラ8に接続されている。コントローラ8は、X線診断装置全体の動作を統括的に制御するものである。X線制御部7は、コントローラ8からの指令信号に従って、X線源1によるX線の照射動作やX線の照射量を制御する。
As shown in FIG. 2, the
X線センサー2は画像処理部9に接続されている。画像処理部9は、X線センサー2から取り出された電気信号(光電変換信号)を検出して画像処理する。画像処理部9により処理された信号はコントローラ8に送信される。コントローラ8は、X線センサー2が検出したX線の光量(強度)に基づく画像、すなわち撮像対象者3の内部の状態を表示する画像をモニタ10に映し出す。
The
またX線センサー2は、電子源制御部11にも接続されている。この電子源制御部11もコントローラ8に接続されている。電子源制御部11は、コントローラ8からの指令信号に従って、後述する電子源による電子線の照射動作や電子線の照射量を制御する。
The
装置本体6に内蔵されているアーム4を回動させる駆動装置(図示せず)は移動制御部13に接続されており、移動制御部13はコントローラ8に接続されている。移動制御部13は、コントローラ8からの指令信号に従って、アーム4の回動動作を制御する。
A drive device (not shown) for rotating the arm 4 built in the apparatus
コントローラ8には、さらに入力部14が接続されている。コントローラ8は、入力部14から入力された指令に従って、X線診断装置全体の動作を統括的に制御する。
An
続いて、この実施の形態にかかるX線センサー2について、図3ないし図6を用いて説明する。図3は本発明の実施の形態にかかるX線センサーの外観を示す斜視図であり、図4は本発明の実施の形態にかかるX線センサーの断面図であり、図5は本発明の実施の形態にかかるX線センサー2の光電変換膜であるターゲット部12の断面図であり、図6は本発明の実施の形態にかかるX線センサー2の制御ブロック図である。
Next, the
以下、X線センサー2の光電変換膜については、ターゲット部と称して説明を行う。
Hereinafter, the photoelectric conversion film of the
図3および図4に示すように、X線センサー2は、平面視したときの形状が矩形状の取り付け基板15を備える。また図4に示すように、取り付け基板15の主面上には、同じく矩形状の電子源16が設けられており、その電子源16の上部には、ターゲット部12が配置されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
このターゲット部12は、X線入射面となったX線透過性基板17と、このX線透過性基板のX線入射面の裏面側に順次設けた薄膜状電極18、正孔注入阻止層19、光変換膜層20、電子注入阻止層21より構成されている。
The
より詳しくは、X線透過性基板17は、X線が入射される面(X線入射面)とは反対側の面が電子源16に向くように、取り付け基板15に対して対向配置されている。
More specifically, the X-ray
そして、ターゲット部12と電子源16は、X線の照射エネルギーを光電変換可能とするために、本体ケース2a内に真空密封された状態で構成されている。
The
図5に示すように、ターゲット部12は、X線透過性基板17の薄膜状電極18が形成されている面上に順次設けられた正孔注入阻止層19と、電荷増倍機能を持つ光導電性の光変換膜層20と、電子注入阻止層21とからなる。したがって、X線透過性基板17は、電子注入阻止層21が電子源16に向くように、取り付け基板15に対して対向配置される。これにより、電子源16は電子注入阻止層21側の面に向けて電子線を照射することができる。
As shown in FIG. 5, the
また、本実施形態における光変換膜層20は、感度層により構成されているが、さらには、X線入射面より順に、緩和層、正孔トラップ層、感度層より構成しても良い。
In addition, the light
正孔トラップ層は、X線や可視光などの照射によって発生した正孔をトラップする層であり、緩和層と正孔トラップ層が設けられているのは、正孔注入阻止層などにキズや膜厚ムラが発生している場合でも、それによる白キズの発生を抑えることができるようにするためである。 The hole trapping layer is a layer that traps holes generated by irradiation with X-rays or visible light. The relaxation layer and the hole trapping layer are provided with a scratch or a hole injection blocking layer. This is for the purpose of suppressing the occurrence of white flaws even when film thickness unevenness occurs.
なお、光変換膜層20の電荷増倍機能は、感度層によるものであり、光変換膜層20の構成要素としては、感度層のみで構成しても良い。
The charge multiplying function of the light
ここで、薄膜状電極18には酸化インジウム・スズ(ITO)や酸化スズなどが使用される。また、正孔注入阻止層19には酸化セリウム(CeO2)が、緩和層には非晶質セレン(a−Se)が、正孔トラップ層には非晶質セレン(a−Se)とフッ化リチウム(LiF)が、感度層には非晶質セレン(a−Se)が、電子注入阻止層21には硫化アンチモン(Sb2S3)がそれぞれ使用される。
Here, indium tin oxide (ITO), tin oxide or the like is used for the
図6に示すように、電子源16には、電子線を照射するための電圧Vdが供給される。さらに電子源16は、電子源制御部11に含まれるX走査ドライバ27とY走査ドライバ28に接続している。したがって、電子源16は、X走査ドライバ27とY走査ドライバ28により、ターゲット部12の電子注入阻止層21側の面に電子線を走査する。
As shown in FIG. 6, the
またX線センサー2は、図6に示すように、複数の開口が設けられたメッシュ29を備えてもよい。メッシュ29は、電子源16から照射される電子線を加速させたり、集束させたり、余剰電子を回収するために設けられる中間電極であり、電子源制御部11に含まれるメッシュ電圧印可部30に接続している。メッシュ電圧印可部30はメッシュ29に正電圧(メッシュ電圧)Vmeshを印可する。メッシュ29は、公知の金属材料、合金、半導体材料等で形成することができる。
In addition, the
薄膜状電極18は、高電圧Vharpを供給する高電圧源31に接続している。この高電圧Vharpにより、ターゲット部12の光変換膜層20に高電界が印加される。さらに薄膜状電極18は画像処理部9に接続している。画像処理部9は、上述したように、薄膜状電極18から取り出された光電変換信号を検出して画像処理する。光電変換信号のレベルは、X線透過性基板17のX線入射面に入射される光の光量(強度)に応じて変化する。
The
以上の説明で本実施形態における、基本的な構成及び作用が理解されたところで、以下、本実施形態における特徴点について説明をする。 Now that the basic configuration and operation of the present embodiment have been understood, the characteristic points of the present embodiment will be described below.
図7に、本実施形態における電子源ブロックウェーハのダイシング方法についての工程断面図を示す。まず、第1の工程(a)では、例えば、厚さ0.5mmのガラス基板32と厚さ0.625mmの主面が(100)であるシリコン基板33を陽極接合により接合する。陽極接合の条件としては、ガラス基板32とシリコン基板33を重ねて400〜500℃程度に加熱して、ガラス基板32に500V程度の負の電圧を印加して行う。この際、ガラス基板32とシリコン基板33の貼付面の表面粗さRaは、0.5nm以下が望ましい。これにより、ガラス基板32とシリコン基板33を共有結合で隙間無く強固に接合することが可能となる。Raの測定は、Zygo社製NewView5032を用いて行っており、測定領域は0.14mm×0.11mmとしている。
FIG. 7 is a process cross-sectional view of the electron source block wafer dicing method in this embodiment. First, in the first step (a), for example, a
次に、第2の工程(b)では、例えば、30ミクロン幅のストリート34によって区画された複数の電子源ブロック35を、ストリート34の方向がシリコン基板33の<0−11>と垂直に、または、<0−1−1>と垂直になるように形成する。このようにすることにより、後述の割断する工程において、シリコン基板33を劈開面で割断することができ、より精度良く切断することが可能となる。以下、複数の電子源ブロック35が形成された基板全体を電子源ブロックウェーハ43と呼ぶことにする。この電子源ブロックウェーハ43を上から見たところを、図8(a)に示す。電子源ブロック35の表面に形成されている電子放出素子は、公知のスピント型電子源であっても、表面伝導型電子放出素子であっても、カーボンナノチューブ電子放出素子であっても構わない。
Next, in the second step (b), for example, a plurality of electron source blocks 35 partitioned by 30 micron
続いて、図7に示す、第3の工程(c)では、ストリートの切断予定ライン39に沿って、ガラス基板32上面よりガラス基板32とシリコン基板33の界面からシリコン基板33側に、例えば、約300ミクロンの深さに集光点を合わせて、パルス状のレーザー36を照射して改質領域37を形成する。上から見たところを、図8(b)に示す。但し、改質領域37を形成した位置がわかるようにガラス基板32とシリコン基板33は透明として図示している。パルスレーザーを用いた理由としては、固体レーザーを連続発振して使用すると、レーザー媒質に熱がこもり、この熱でレーザー媒質が膨張し、レンズとしての作用を持ちレーザー光路に悪影響を与える場合があり(レンズ効果と呼ばれている)、これにより切断精度が悪くなるからである。
Subsequently, in the third step (c) shown in FIG. 7, along the
用いたレーザーの仕様は、次の通りとした。
<レーザー仕様>
光源:半導体レーザー励起Nd:YAGレーザー
波長:1064nm
レーザー光スポット断面積:3.14×10−8/cm2
発振形態:Qスイッチパルス
繰返し周波数:100kHz
パルス幅:30ns
出力:20μJ/パルス
レーザー光品質:TEM00
偏向特性:直線変更
上記のようなレーザー光照射条件により図7(c)に示す改質領域37を形成したが、集光点のピークパワー密度が1×108(W/cm2)以上の条件で多光子吸収が生じるため、改質領域37を形成するためにはこの条件を満たせば良い。ピークパワー密度は、(集光点におけるレーザー光の1パルスあたりのエネルギー)÷(レーザー光のビームスポット断面積×パルス幅)によって求められる。このため、レーザー照射条件は上記に記載の条件に限定されるものではなく、集光点のピークパワー密度が1×108(W/cm2)以上の条件を満たす条件で選択すれば良い。
The specifications of the laser used were as follows.
<Laser specification>
Light source: Semiconductor laser excitation Nd: YAG laser Wavelength: 1064 nm
Laser light spot cross-sectional area: 3.14 × 10 −8 / cm 2
Oscillation form: Q switch pulse Repetition frequency: 100 kHz
Pulse width: 30ns
Output: 20μJ / pulse Laser light quality: TEM00
Deflection characteristics: straight line change The modified
さらに続いて、第4の工程(d)では、ストリートの切断予定ライン39に沿って、第3の工程において改質領域37を形成したシリコン基板33に、外的な力を加えることによって、シリコン基板33内部の改質領域37を起点としてクラック38を導入させ、そのクラック38をガラス基板32にも伸展させてガラス基板32とシリコン基板33を精度良く切断する。
Subsequently, in the fourth step (d), by applying an external force to the
外的な力を加える具体的な方法としては、図9に示すように、リング状のフレーム40に張設された拡張可能なエキスパンドテープ41上に、シリコン基板33の貼付け面とは反対側の表面を貼り付ける。これにより、改質領域37を形成した電子源ブロックウェーハ43はエキスパンドテープ41により保持されることになる。そして、フレーム40に張設され且つウェーハ43を保持したエキスパンドテープ41をエキスパンド装置に搬送する。
As a specific method of applying an external force, as shown in FIG. 9, on the expandable expand
次に、図10に示すように、エキスパンド装置の円筒状の固定部材42上に、改質領域37を形成した電子源ブロックウェーハ43を保持したエキスパンドテープ41が張設されたフレーム40を固定する。固定部材42の内側には、エキスパンドテープ41を上方に押し上げて拡張させるための円柱状の押圧部材44が配置されている。続いて、図11に示すように、エキスパンド装置の押圧部材44を上昇させることによりエキスパンドテープ41を拡張させて、シリコン基板33内に形成した改質領域37を起点としてクラックを生じさせ、切断予定ライン39 に沿って切断すると共に、切断されて得られた各電子源ブロック35を互いに離間させる。このとき、各電子源ブロック35の切断面同士が離間するため、切断面同士の擦れ合いによるパーティクルの発生を防止することができる。
Next, as shown in FIG. 10, the
このようにして得られた電子源ブロック35は、図12の斜視図に示すように、シリコン基板33の割断面に改質領域37とガラス基板32とシリコン基板33の界面に接着工程の際に形成された相互拡散層46と、ガラス基板32の表面側に電子放出素子45が観察できる構成となる。
As shown in the perspective view of FIG. 12, the
上記の方法により、シリコン基板33内部に形成した改質領域から発生したクラックが、ガラス基板32にも真直ぐに伸展するメカニズムは、未だ十分には解明できていない部分もあるが、概ね下記のようになっている。
Although the mechanism by which the crack generated from the modified region formed in the
図7(c)に示したように、レーザー光を、ガラス基板32上面よりガラス基板32下面に密着して接合されたシリコン基板33の内部に集光点を合わせて照射し、ガラス基板32により電子放出素子(電子源)への熱ダメージを抑制しながらシリコン基板33の集光点に多光子吸収を起こし、切断の起点となる改質領域を形成している。
As shown in FIG. 7C, the laser beam is irradiated from the upper surface of the
しかし、これと同時に、レーザーの入射経路において、集光点から離れるにしたがって徐々に弱まっていくが、多少の光子吸収が発生して、レーザーの入射方向に沿ってガラス内部においても構造変化(結晶化など)が発生して、その部分に外的応力が加わったときに優先的に割れやすくなっているのではないかと考えている。 However, at the same time, in the laser incident path, it gradually weakens with increasing distance from the condensing point, but some photon absorption occurs, and structural changes (crystals) occur inside the glass along the laser incident direction. I think that it is easy to break preferentially when external stress is applied to that part.
このため、図7(d)に示すように、シリコン基板33内部に形成した改質領域37から発生させたクラック38が、クラック38の延長線上にあるレーザーの入射経路沿って形成されたガラス基板32内の構造変化部分に真直ぐに伸展して、精度良く切断できるのである。
Therefore, as shown in FIG. 7D, a glass substrate in which a
尚、本実施の形態において、ガラス基板32の厚みを0.5mm、シリコン基板33の厚みを0.625mmとしたが、ガラス基板32の厚みがシリコン基板33の厚みより薄ければよい。こうすることにより、第4の工程においてシリコン基板33内に形成した改質領域37から発生したクラック38をガラス基板32内に伸展させていく際に、真直ぐに伸展させることができる。
In the present embodiment, the thickness of the
また、シリコン基板33として主面が(100)のものを使用したが、(110)であっても構わない。但し、この場合は、ストリートの方向が<001>と垂直に、または、<1−10>と垂直になるように形成する必要がある。
Further, the
また、シリコン基板33の厚みが厚くなって改質領域単層のみの形成で割断しにくくなった場合は、図13に示すように、改質領域37を複数層形成しても構わない。このようにしなければ、改質領域37から外的な力を加えてクラック38を発生させた際に、シリコン基板37内においてクラック38が切断予定ラインに沿って真直ぐに伸展しない可能性が高くなるからである。
Further, when the thickness of the
また、第3の工程終了後にエキスパンドテープを貼付けて割断しているが、第2の工程を行う前にエキスパンドテープを貼付けて、レーザー光を照射して、それをエキスパンド装置にセットして割断しても構わない。 In addition, the expanded tape is pasted and cleaved after the end of the third step, but before the second step is performed, the expanded tape is pasted, irradiated with laser light, and set in the expander for cleaving. It doesn't matter.
また、ストリートの幅として30ミクロンとしたが、15ミクロンまでは電子放出素子45に熱的ダメージを与えずに改質領域37を形成することができる。
Although the street width is 30 microns, the modified
以上のように本発明の電子源のダイシング方法は、複数の電子源ブロックより形成される電子源ブロックウェーハから、電子源ブロックをダイシングする方法であって、ガラス基板の下面にシリコン基板を接着する工程と、このガラス基板の上面に電子源ブロックごとに電子放出素子群を形成し、電子源ブロックウェーハを製造する工程と、前記電子源ブロックウェーハ上の電子源ブロック間のストリートの切断予定ラインに沿って、レーザー光を、ガラス基板上面よりガラス基板下面に接着されたシリコン基板の内部に集光点を合わせて照射して、このシリコン基板内に改質領域を形成する工程と、前記切断予定ラインに沿って、前記改質領域を起点としてガラス基板とシリコン基板を割断する工程と、を備えたものであるので、電子源ブロックウェーハを、電子放出素子に熱ダメージを与えることなく、狭ダイシングストリート幅で高精度に切断することができる。 As described above, the electron source dicing method of the present invention is a method of dicing an electron source block from an electron source block wafer formed from a plurality of electron source blocks, and bonding a silicon substrate to the lower surface of a glass substrate. Forming a group of electron-emitting devices for each electron source block on the upper surface of the glass substrate, manufacturing an electron source block wafer, and a planned cutting line of a street between the electron source blocks on the electron source block wafer; Along the step of irradiating a laser beam from the upper surface of the glass substrate to the inside of the silicon substrate bonded to the lower surface of the glass substrate with a focusing point to form a modified region in the silicon substrate; And a step of cleaving the glass substrate and the silicon substrate from the modified region as a starting point along the line. The Kkuweha, without giving thermal damage to the electron-emitting device, can be cut with high accuracy in a narrow dicing street width.
すなわち、電子源ブロック間のストリートの切断予定ラインに沿って、レーザー光を、ガラス基板上面よりガラス基板下面に密着して接合されたシリコン基板の内部に集光点を合わせて照射することにより、ガラス基板により電子源素子への熱ダメージを抑制しながらシリコン基板の集光点に多光子吸収を起こし、切断の起点となる改質領域を形成できる。また、レーザーの入射経路におけるガラス基板も、その経路において多少の光子吸収が発生してガラスの構造変化が生じる。 That is, along the planned cutting line of the street between the electron source blocks, by irradiating the laser beam with the focusing point inside the silicon substrate bonded in close contact with the glass substrate lower surface from the glass substrate upper surface, While suppressing thermal damage to the electron source element by the glass substrate, multiphoton absorption is caused at the condensing point of the silicon substrate, and a modified region serving as a starting point of cutting can be formed. Further, the glass substrate in the laser incident path also undergoes some photon absorption in the path, resulting in a glass structural change.
特に、シリコン基板内部に集光点を合わせているのでガラス基板とシリコン基板の界面付近において、この構造変化は強くなり、その部分から力が加わればレーザーの入射方向に向かってガラス基板内にクラックが伸展しやすくなる。その結果、切断予定ラインに沿ってシリコン基板内の改質領域を起点として割断すると、クラックがガラス基板にもまっすぐ伸展してガラス基板まで割断することが可能となるので、電子源ブロックウェーハを狭ダイシングストリート幅で高精度に切断できるのである。 In particular, since the condensing point is aligned inside the silicon substrate, this structural change becomes strong near the interface between the glass substrate and the silicon substrate, and if a force is applied from that portion, cracks in the glass substrate in the laser incident direction. Becomes easier to extend. As a result, when the modified region in the silicon substrate is cleaved along the planned cutting line, the crack extends straight to the glass substrate and can be cleaved to the glass substrate. The dicing street width can be cut with high accuracy.
したがって、ライン欠陥のない高精細な大面積のX線センサーとそれを用いたX線診断装置への適用が大いに期待されるものである。 Therefore, application to a high-definition large-area X-ray sensor free of line defects and an X-ray diagnostic apparatus using the same is greatly expected.
1 X線源
2 X線センサー
3 撮像対象者
4 アーム
5 ベッド
6 装置本体
7 X線制御部
8 コントローラ
9 画像処理部
10 モニタ
11 電子源制御部
12 ターゲット部
13 移動制御部
14 入力部
15 取り付け基板
16 電子源
17 X線透過性基板
18 薄膜状電極
19 正孔注入阻止層
20 光変換膜層
21 電子注入阻止層
27 X走査ドライバ
28 Y走査ドライバ
29 メッシュ
30 メッシュ電圧印可部
31 高電圧源
32 ガラス基板
33 シリコン基板
34 ストリート
35 電子源ブロック
36 レーザー
37 改質領域
38 クラック
39 切断予定ライン
40 フレーム
41 エキスパンドテープ
42 固定部材
43 電子源ブロックウェーハ
44 押圧部材
45 電子放出素子
46 相互拡散層
DESCRIPTION OF
Claims (9)
ガラス基板の下面にシリコン基板を接着する工程と、
このガラス基板の上面に電子源ブロックごとに電子放出素子群を形成し、電子源ブロックウェーハを製造する工程と、
前記電子源ブロックウェーハ上の電子源ブロック間のストリートの切断予定ラインに沿って、レーザー光を、ガラス基板上面よりガラス基板下面に接着されたシリコン基板の内部に集光点を合わせて照射して、このシリコン基板内に改質領域を形成する工程と、
前記切断予定ラインに沿って、前記改質領域を起点としてガラス基板とシリコン基板を割断する工程と、を備えた電子源ブロックウェーハのダイシング方法。 A method of dicing an electron source block from an electron source block wafer formed from a plurality of electron source blocks,
Bonding a silicon substrate to the lower surface of the glass substrate;
Forming an electron-emitting device group for each electron source block on the upper surface of the glass substrate, and manufacturing an electron source block wafer;
Along the planned cutting line of the street between the electron source blocks on the electron source block wafer, a laser beam is irradiated from the upper surface of the glass substrate to the inside of the silicon substrate bonded to the lower surface of the glass substrate with a focusing point being irradiated. Forming a modified region in the silicon substrate;
A dicing method for an electron source block wafer, comprising: a step of cleaving a glass substrate and a silicon substrate starting from the modified region along the scheduled cutting line.
前記X線センサーは、X線入射側よりターゲット部と電子源を順次設けた構成とし、前記電子源は請求項8に記載の電子源ブロックを少なくとも1つ以上用いたX線診断装置。 An X-ray source and an X-ray sensor disposed opposite to the X-ray source at a predetermined interval;
The X-ray sensor is an X-ray diagnostic apparatus in which a target unit and an electron source are sequentially provided from an X-ray incident side, and the electron source uses at least one electron source block according to claim 8.
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