JP2014216556A - Processing method for substrate with pattern and processing apparatus for substrate with pattern - Google Patents
Processing method for substrate with pattern and processing apparatus for substrate with pattern Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014216556A JP2014216556A JP2013094326A JP2013094326A JP2014216556A JP 2014216556 A JP2014216556 A JP 2014216556A JP 2013094326 A JP2013094326 A JP 2013094326A JP 2013094326 A JP2013094326 A JP 2013094326A JP 2014216556 A JP2014216556 A JP 2014216556A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- processing
- substrate
- pattern
- along
- planned
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
- H01L21/0271—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers
- H01L21/0273—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers characterised by the treatment of photoresist layers
- H01L21/0274—Photolithographic processes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/36—Removing material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/50—Working by transmitting the laser beam through or within the workpiece
- B23K26/53—Working by transmitting the laser beam through or within the workpiece for modifying or reforming the material inside the workpiece, e.g. for producing break initiation cracks
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
- B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
- B28D5/00—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor
- B28D5/0005—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor by breaking, e.g. dicing
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Dicing (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
Description
本発明は、基板上に複数の単位パターンを2次元的に繰り返し配置してなるパターン付き基板を分割する方法に関する。 The present invention relates to a method for dividing a substrate with a pattern formed by repeatedly arranging a plurality of unit patterns on a substrate in two dimensions.
LED素子は、例えばサファイア単結晶などの基板(ウェハ、母基板)上にLED素子の単位パターンを2次元的に繰り返し形成してなるパターン付き基板(LEDパターン付き基板)を、格子状に設けられたストリートと称される分割予定領域にて分割し、個片化(チップ化)する、というプロセスにて製造される。ここで、ストリートとは、分割によってLED素子となる2つの部分の間隙部分である幅狭の領域である。 An LED element is provided with a pattern-formed substrate (substrate with an LED pattern) formed in a two-dimensional pattern on a substrate (wafer, mother substrate) such as a sapphire single crystal in a grid pattern. It is manufactured by a process of dividing into divided regions called “streets” and dividing them into chips. Here, the street is a narrow area that is a gap between two parts that become LED elements by division.
係る分割のための手法として、パルス幅がpsecオーダーの超短パルス光であるレーザー光を、個々の単位パルス光の被照射領域が加工予定線に沿って離散的に位置する条件にて照射することにより、加工予定線(通常はストリート中心位置)に沿って分割のための起点を形成する手法が既に公知である(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に開示された手法においては、それぞれの単パルス光の被照射領域において形成される加工痕の間で劈開や裂開による亀裂伸展(クラック伸展)が生じ、係る亀裂に沿って基板を分割(ブレイク)することで、個片化が実現される。
As a method for such division, laser light, which is ultrashort pulse light having a pulse width of the order of psec, is irradiated under the condition that the irradiated region of each unit pulse light is discretely positioned along the planned processing line. Thus, a method for forming a starting point for division along a planned processing line (usually a street center position) is already known (see, for example, Patent Document 1). In the technique disclosed in
上述のようなパターン付き基板においては、通常、サファイア単結晶基板に設けられたオリフラ(オリエンテーションフラット)に平行な方向とこれに直交する方向とに沿って単位パターンが配置されてなる。それゆえ、係るパターン付き基板において、ストリートは、オリフラに平行な方向とこれに垂直な方向とに延在してなる。それゆえ、パターン付き基板を個片化した場合、得られた個々のLED素子には、4つの分割面が存在することになる。 In a substrate with a pattern as described above, unit patterns are usually arranged along a direction parallel to an orientation flat (orientation flat) provided on a sapphire single crystal substrate and a direction orthogonal thereto. Therefore, in such a patterned substrate, the street extends in a direction parallel to the orientation flat and a direction perpendicular thereto. Therefore, when the substrate with a pattern is divided into pieces, the obtained LED elements have four divided surfaces.
係る個片化を特許文献1に開示された手法によって行った場合、個々のLED素子の分割面の表面側近傍には、上述した態様にてパルスレーザー光が加工予定線に沿って照射されたことで、個々の単パルス光の被照射領域に微小な加工痕が離散的に形成されてなる。それぞれの加工痕は、基板厚み方向に長手方向を有する略錐状、略くさび形状、もしくは略柱状の微小な孔部でありかつその表面にサファイア基板等の構成物質が変質した変質領域が形成されてなるものであったり、あるいは、変質領域自体が基板厚み方向に長手方向を有する略錐状、略くさび形状、もしくは略柱状をなして存在していたりするものであるが、いずれにせよ、それぞれの加工痕は、LED素子内部から発せられた光の透過を妨げる、当該光に対して不透明な領域として存在する。それゆえ、LED素子における光取り出し効率の向上という観点からは、加工痕の形成はできるだけ抑制されることが望ましい。しかしながら、単に加工痕の形成間隔を増大させて加工痕の数を削減することは、亀裂伸展を生じさせるにあたってパルスレーザー光のパワーをより大きくする必要が生じることや、ブレイクに際してより多くの力を要することになり、結果として、LED素子となる部分にダメージを与えてしまったり、加工予定線に沿ったパターン付き基板の分割が良好に行い得なくなる可能性が高くなるため、好ましくない。
When such singulation is performed by the method disclosed in
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、パターン付き基板の分割に不具合を生じさせることなく加工痕の形成個数を従来よりも削減可能なパターン付き基板の加工方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides a method for processing a substrate with a pattern that can reduce the number of formation of processing marks as compared with the conventional method without causing a problem in the division of the substrate with a pattern. Objective.
上記課題を解決するため、請求項1の発明は、単結晶基板上に複数の単位パターンを2次元的に繰り返し配置してなるパターン付き基板を加工する方法であって、前記パターン付き基板に設定された加工予定線に沿ってレーザー光を照射することにより、前記パターン付き基板に分割起点を形成する分割起点形成工程と、前記パターン付き基板を前記分割起点に沿ってブレイクすることにより個片化するブレイク工程と、を備え、前記分割起点形成工程が、前記レーザー光を前記加工予定線に沿って走査しつつ照射することによって、前記レーザー光のそれぞれの単位パルス光によって前記パターン付き基板に形成される加工痕が前記加工予定線に沿って離散的に位置するようにするとともに、それぞれの加工痕から前記パターン付き基板に亀裂を伸展させる亀裂伸展加工工程、を含み、前記分割起点形成工程においては、前記亀裂伸展加工工程が行われることによって前記加工痕が等間隔に形成される第1の領域と、前記亀裂伸展加工工程が行われず前記加工痕が形成されない第2の領域とが、前記加工予定線に沿って交互に形成されるように、前記亀裂伸展加工工程を前記加工予定線に沿って断続的に行う、ことを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention of
請求項2の発明は、請求項1に記載のパターン付き基板の加工方法であって、前記加工予定線に沿う方向における前記単位パターンのサイズが、前記加工予定線に沿う方向における前記第1の領域のサイズと前記第2の領域のサイズの和の整数倍であり、前記加工予定線に沿う方向における前記第1の領域のサイズに対する前記第2の領域のサイズの比が、20/80以上60/40以下である、ことを特徴とする。
Invention of
請求項3の発明は、請求項2に記載のパターン付き基板の加工方法であって、前記加工予定線に沿う方向において、前記第1の領域における前記加工痕の間隔が400μm以下であり、前記第2の領域のサイズが100μm以下である、ことを特徴とする。
Invention of Claim 3 is the processing method of the board | substrate with a pattern of
請求項4の発明は、請求項2または請求項3に記載のパターン付き基板の加工方法であって、前記加工予定線が互いに直交する第1の加工予定線と第2の加工予定線であり、前記分割起点形成工程においては、前記第1の加工予定線における前記第1の領域と前記第2の加工予定線における前記第1の領域とが交差するように、前記亀裂伸展加工工程を行う、ことを特徴とする。
Invention of Claim 4 is the processing method of the board | substrate with a pattern of
請求項5の発明は、単結晶基板上に複数の単位パターンを2次元的に繰り返し配置してなるパターン付き基板を加工する方法であって、前記パターン付き基板に設定された加工予定線に沿ってレーザー光を照射することにより、前記パターン付き基板に分割起点を形成する分割起点形成工程と、前記パターン付き基板を前記分割起点に沿ってブレイクすることにより個片化するブレイク工程と、を備え、前記分割起点形成工程が、前記レーザー光を前記加工予定線に沿って走査しつつ照射することによって、前記レーザー光のそれぞれの単位パルス光によって前記パターン付き基板に形成される加工痕が前記加工予定線に沿って離散的に位置するようにするとともに、それぞれの加工痕から前記パターン付き基板に亀裂を伸展させる亀裂伸展加工工程、を含み、前記分割起点形成工程においては、前記亀裂伸展加工工程が行われることによって前記加工痕が形成される領域が前記加工予定線に沿って等間隔に偏在するように、前記亀裂伸展加工工程を前記加工予定線に沿って断続的に行う、ことを特徴とする。
The invention according to
請求項6の発明は、単結晶基板上に複数の単位パターンを2次元的に繰り返し配置してなるパターン付き基板を加工する装置であって、前記パターン付き基板に設定された加工予定線に沿ってレーザー光を照射することにより、前記パターン付き基板に分割起点を形成する分割起点形成手段と、前記パターン付き基板を前記分割起点に沿ってブレイクすることにより個片化するブレイク手段と、を備え、前記分割起点形成手段が、前記レーザー光を前記加工予定線に沿って走査しつつ照射することによって、前記レーザー光のそれぞれの単位パルス光によって前記パターン付き基板に形成される加工痕が前記加工予定線に沿って離散的に位置するようにするとともに、それぞれの加工痕から前記パターン付き基板に亀裂を伸展させる亀裂伸展加工手段、を含み、前記分割起点形成手段が、前記亀裂伸展加工手段によって前記加工痕が等間隔に形成される第1の領域と、前記加工痕が形成されない第2の領域とが、前記加工予定線に沿って交互に形成されるように、前記亀裂伸展加工を前記加工予定線に沿って断続的に行わせる手段である、ことを特徴とする。
The invention according to
請求項1ないし請求項6の発明によれば、従来の一様な亀裂伸展加工を行う場合に比して、加工痕の数を減らしつつパターン付き基板を良好に分割することが出来る。例えばLED素子などの光学デバイスの単位パターンが繰り返し形成されてなるパターン付き基板を分割し、個々のLED素子に個片化する場合であれば、従来よりも光の取り出し効率が向上したLED素子が得られる。 According to the first to sixth aspects of the present invention, the patterned substrate can be favorably divided while reducing the number of processing marks as compared to the conventional uniform crack extension processing. For example, when a substrate with a pattern in which unit patterns of optical devices such as LED elements are repeatedly formed is divided and separated into individual LED elements, LED elements with improved light extraction efficiency than before are obtained. can get.
<レーザー加工装置>
図1は、本発明の実施の形態に適用可能な、被加工物の分割に用いるレーザー加工装置100の構成を概略的に示す模式図である。レーザー加工装置100は、装置内における種々の動作(観察動作、アライメント動作、加工動作など)の制御を行うコントローラ1と、被加工物10をその上に載置するステージ4と、レーザー光源SLから出射されたレーザー光LBを被加工物10に照射する照射光学系5とを主として備える。
<Laser processing equipment>
FIG. 1 is a schematic diagram schematically showing a configuration of a
ステージ4は、石英などの光学的に透明な部材から主として構成される。ステージ4は、その上面に載置された被加工物10を、例えば吸引ポンプなどの吸引手段11により吸引固定できるようになっている。また、ステージ4は、移動機構4mによって水平方向に移動可能とされてなる。なお、図1においては、被加工物10に粘着性を有する保持シート10aを貼り付けたうえで、該保持シート10aの側を被載置面として被加工物10をステージ4に載置しているが、保持シート10aを用いる態様は必須のものではない。
The stage 4 is mainly composed of an optically transparent member such as quartz. The stage 4 is configured such that the
移動機構4mは、図示しない駆動手段の作用により水平面内で所定のXY2軸方向にステージ4を移動させる。これにより、観察位置の移動やレーザー光照射位置の移動が実現されてなる。なお、移動機構4mについては、所定の回転軸を中心とした、水平面内における回転(θ回転)動作も、水平駆動と独立に行えることが、アライメントなどを行う上ではより好ましい。
The
照射光学系5は、レーザー光源SLと、図示を省略する鏡筒内に備わるハーフミラー51と、集光レンズ52とを備える。
The irradiation
レーザー加工装置100においては、概略、レーザー光源SLから発せられたレーザー光LBを、ハーフミラー51にて反射させたうえで、該レーザー光LBを、集光レンズ52にてステージ4に載置された被加工物10の被加工部位に合焦するように集光させて、被加工物10に照射するようになっている。そして、係る態様にてレーザー光LBを照射しつつ、ステージ4を移動させることによって、被加工物10に対し所定の加工予定線に沿った加工を行えるようになっている。すなわち、レーザー加工装置100は、被加工物10に対しレーザー光LBを相対的に走査することによって、加工を行う装置である。
In the
レーザー光源SLとしては、Nd:YAGレーザーを用いるのが好適な態様である。レーザー光源SLとしては、波長が500nm〜1600nmのものを用いる。また、上述した加工パターンでの加工を実現するべく、レーザー光LBのパルス幅は1psec〜50psec程度である必要がある。また、繰り返し周波数Rは10kHz〜200kHz程度、レーザー光の照射エネルギー(パルスエネルギー)は0.1μJ〜50μJ程度であるのが好適である。なお、パルス幅や繰り返し周波数の調整は、レーザー光源SLに備わる図示しないパルスジェネレータによって実現される。 As the laser light source SL, an Nd: YAG laser is preferably used. As the laser light source SL, one having a wavelength of 500 nm to 1600 nm is used. Further, in order to realize the processing with the processing pattern described above, the pulse width of the laser beam LB needs to be about 1 psec to 50 psec. The repetition frequency R is preferably about 10 kHz to 200 kHz, and the laser beam irradiation energy (pulse energy) is preferably about 0.1 μJ to 50 μJ. The adjustment of the pulse width and the repetition frequency is realized by a pulse generator (not shown) provided in the laser light source SL.
なお、レーザー加工装置100においては、加工処理の際、必要に応じて、合焦位置を被加工物10の表面から意図的にずらしたデフォーカス状態で、レーザー光LBを照射することも可能となっている。本実施の形態においては、デフォーカス値(被加工物10の表面から内部に向かう方向への合焦位置のずらし量)を0μm以上30μm以下の範囲に設定するのが好ましい。
In the
また、レーザー加工装置100において、ステージ4の上方には、被加工物10を上方から観察・撮像するための上部観察光学系6と、被加工物10に対しステージ4の上方から照明光を照射する上部照明系7とが備わっている。また、ステージ4の下方には、被加工物10に対しステージ4の下方から照明光を照射する下部照明系8が備わっている。
In the
上部観察光学系6は、ハーフミラー51の上方(鏡筒の上方)に設けられたCCDカメラ6aと該CCDカメラ6aに接続されたモニタ6bとを備える。また、上部照明系7は、上部照明光源S1と、ハーフミラー81と、集光レンズ82とを備える。
The upper observation
これら上部観察光学系6と上部照明系7とは、照射光学系5と同軸に構成されてなる。より詳細にいえば、照射光学系5のハーフミラー51と集光レンズ52が、上部観察光学系6および上部照明系7と共用されるようになっている。これにより、上部照明光源S1から発せられた上部照明光L1は、図示しない鏡筒内に設けられたハーフミラー71で反射され、さらに照射光学系5を構成するハーフミラー51を透過した後、集光レンズ52で集光されて、被加工物10に照射されるようになっている。また、上部観察光学系6においては、上部照明光L1が照射された状態で、集光レンズ52、ハーフミラー51およびハーフミラー71を透過した被加工物10の明視野像の観察を行うことが出来るようになっている。
The upper observation
また、下部照明系8は、下部照明光源S2と、ハーフミラー81と、集光レンズ82とを備える。すなわち、レーザー加工装置100においては、下部照明光源S2から出射され、ハーフミラー81で反射されたうえで、集光レンズ82で集光された下部照明光L2を、ステージ4を介して被加工物10に対し照射出来るようになっている。例えば、下部照明系8を用いると、下部照明光L2を被加工物10に照射した状態で、上部観察光学系6においてその透過光の観察を行うことなどが可能である。
The
さらには、図1に示すように、レーザー加工装置100においては、被加工物10を下方から観察・撮像するための下部観察光学系16が、備わっていてもよい。下部観察光学系16は、ハーフミラー81の下方に設けられたCCDカメラ16aと該CCDカメラ16aに接続されたモニタ16bとを備える。係る下部観察光学系16においては、例えば、上部照明光L1が被加工物10に照射された状態でその透過光の観察を行うことが出来る。
Furthermore, as shown in FIG. 1, the
コントローラ1は、装置各部の動作を制御し、後述する態様での被加工物10の加工処理を実現させる制御部2と、レーザー加工装置100の動作を制御するプログラム3pや加工処理の際に参照される種々のデータを記憶する記憶部3とをさらに備える。
The
制御部2は、例えばパーソナルコンピュータやマイクロコンピュータなどの汎用のコンピュータによって実現されるものであり、記憶部3に記憶されているプログラム3pが該コンピュータに読み込まれ実行されることにより、種々の構成要素が制御部2の機能的構成要素として実現される。
The
記憶部3は、ROMやRAMおよびハードディスクなどの記憶媒体によって実現される。なお、記憶部3は、制御部2を実現するコンピュータの構成要素によって実現される態様であってもよいし、ハードディスクの場合など、該コンピュータとは別体に設けられる態様であってもよい。
The storage unit 3 is realized by a storage medium such as a ROM, a RAM, and a hard disk. The storage unit 3 may be implemented by a computer component that implements the
記憶部3には、プログラム3pの他、被加工物10についての加工位置を記述した加工位置データD1が記憶されるとともに、個々の加工モードにおけるレーザー加工の態様に応じた、レーザー光の個々のパラメータについての条件やステージ4の駆動条件(あるいはそれらの設定可能範囲)などが記述された加工モード設定データD2が記憶される。
In addition to the
制御部2は、移動機構4mによるステージ4の駆動や集光レンズ52の合焦動作など、加工処理に関係する種々の駆動部分の動作を制御する駆動制御部21と、上部観察光学系6や下部観察光学系16による被加工物10の観察・撮像を制御する撮像制御部22と、レーザー光源SLからのレーザー光LBの照射を制御する照射制御部23と、吸引手段11によるステージ4への被加工物10の吸着固定動作を制御する吸着制御部24と、与えられた加工位置データD1および加工モード設定データD2に従って加工対象位置への加工処理を実行させる加工処理部25と、を主として備える。
The
以上のような構成のコントローラ1を備えるレーザー加工装置100においては、オペレータから、加工位置データD1に記述された加工位置を対象とした所定の加工モードによる加工の実行指示が与えられると、加工処理部25が、加工位置データD1を取得するとともに選択された加工モードに対応する条件を加工モード設定データD2から取得し、当該条件に応じた動作が実行されるよう、駆動制御部21や照射制御部23その他を通じて対応する各部の動作を制御する。例えば、レーザー光源SLから発せられるレーザー光LBの波長や出力、パルスの繰り返し周波数、パルス幅の調整などは、照射制御部23により実現される。これにより、対象とされた加工位置において、指定された加工モードでの加工が実現される。
In the
好ましくは、レーザー加工装置100は、加工処理部25の作用によりコントローラ1においてオペレータに利用可能に提供される加工処理メニューに従って、種々の加工内容に対応する加工モードを選択できるように、構成される。係る場合において、加工処理メニューは、GUIにて提供されるのが好ましい。
Preferably, the
以上のような構成を有することで、レーザー加工装置100は、種々のレーザー加工を好適に行えるようになっている。
By having the above configuration, the
<亀裂伸展加工の原理>
次に、レーザー加工装置100において実現可能な加工手法の1つである亀裂伸展加工について説明する。図2は、亀裂伸展加工におけるレーザー光LBの照射態様を説明するための図である。より詳細には、図2は、亀裂伸展加工の際のレーザー光LBの繰り返し周波数R(kHz)と、レーザー光LBの照射にあたって被加工物10を載置するステージの移動速度V(mm/sec)と、レーザー光LBのビームスポット中心間隔Δ(μm)との関係を示している。なお、以降の説明では、上述したレーザー加工装置100を使用することを前提に、レーザー光LBの出射源は固定され、被加工物10が載置されたステージ4を移動させることによって、被加工物10に対するレーザー光LBの相対的な走査が実現されるものとするが、被加工物10は静止させた状態で、レーザー光LBの出射源を移動させる態様であっても、亀裂伸展加工は同様に実現可能である。
<Principle of crack extension processing>
Next, crack extension processing that is one of processing methods that can be realized in the
図2に示すように、レーザー光LBの繰り返し周波数がR(kHz)である場合、1/R(msec)ごとに1つのレーザーパルス(単位パルス光とも称する)がレーザー光源から発せられることになる。被加工物10が載置されたステージ4が速度V(mm/sec)で移動する場合、あるレーザーパルスが発せられてから次のレーザーパルスが発せられる間に、被加工物10はV×(1/R)=V/R(μm)だけ移動することになるので、あるレーザーパルスのビーム中心位置と次に発せられるレーザーパルスのビーム中心位置との間隔、つまりはビームスポット中心間隔Δ(μm)は、Δ=V/Rで定まる。
As shown in FIG. 2, when the repetition frequency of the laser light LB is R (kHz), one laser pulse (also referred to as unit pulse light) is emitted from the laser light source every 1 / R (msec). . When the stage 4 on which the
このことから、被加工物10の表面におけるレーザー光LBのビーム径(ビームウェスト径、スポットサイズとも称する)Dbとビームスポット中心間隔Δとが
Δ>Db ・・・・・(式1)
をみたす場合には、レーザー光の走査に際して個々のレーザーパルスは重ならないことになる。
From this, the beam diameter (also referred to as beam waist diameter or spot size) Db of the laser beam LB on the surface of the
In the case of satisfying the above, the individual laser pulses do not overlap when the laser beam is scanned.
加えて、単位パルス光の照射時間つまりはパルス幅を極めて短く設定すると、それぞれの単位パルス光の被照射位置においては、レーザー光LBのスポットサイズより狭い、被照射位置の略中央領域に存在する物質が、照射されたレーザー光から運動エネルギーを得ることで被照射面に垂直な方向に飛散したり変質したりする一方、係る飛散に伴って生じる反力を初めとする単位パルス光の照射によって生じる衝撃や応力が、該被照射位置の周囲に作用するという現象が生じる。 In addition, when the irradiation time of the unit pulse light, that is, the pulse width is set to be extremely short, the irradiation position of each unit pulse light exists in a substantially central region of the irradiation position that is narrower than the spot size of the laser beam LB. The material is scattered or altered in the direction perpendicular to the irradiated surface by obtaining kinetic energy from the irradiated laser beam, while the unit pulse light including the reaction force generated by the scattering is irradiated. A phenomenon occurs in which the generated impact or stress acts around the irradiated position.
これらのことを利用して、レーザー光源から次々と発せられるレーザーパルス(単位パルス光)が、加工予定線に沿って順次にかつ離散的に照射されるようにすると、加工予定線に沿った、個々の単位パルス光の被照射位置において微小な加工痕が順次に形成されるとともに、個々の加工痕同士の間において亀裂が連続的に形成されるようになる。このように、亀裂伸展加工によって連続的に形成された亀裂が、被加工物10を分割する際の分割の起点となる。
Using these things, when laser pulses (unit pulse light) emitted one after another from the laser light source are irradiated sequentially and discretely along the planned processing line, along the planned processing line, Small processing marks are sequentially formed at the irradiation positions of the individual unit pulse lights, and cracks are continuously formed between the individual processing marks. Thus, the crack continuously formed by the crack extension process becomes a starting point of the division when the
そして、例えば公知のブレイク装置を用い、亀裂伸展加工によって形成された亀裂をパターン付き基板Wの反対面にまで伸展させるブレイク工程を行うことで、被加工物10を分割することが可能となる。なお、亀裂の伸展によって被加工物10が厚み方向において完全に分断される場合、上述のブレイク工程は不要であるが、一部の亀裂が反対面にまで達したとしても亀裂伸展加工によって被加工物10は完全に二分されることはまれであるので、ブレイク工程を伴うのが一般的である。
For example, the
ブレイク工程は、例えば、被加工物10を、加工痕が形成された側の主面が下側になる姿勢とし、分割予定線(加工予定線)の両側を2つの下側ブレイクバーにて支持した状態で、他方の主面であって分割予定線(加工予定線)の直上のブレイク位置に向けて上側ブレイクバーを降下させるようにすることで行える。
In the breaking process, for example, the
なお、加工痕のピッチに相当するビームスポット中心間隔Δがあまりに大きすぎると、ブレイク特性が悪くなって分割予定線(加工予定線)に沿ったブレイクが実現されなくなる。亀裂伸展加工の際には、この点を考慮して加工条件を定める必要がある。 If the beam spot center interval Δ corresponding to the pitch of the machining marks is too large, the break characteristics are deteriorated and the break along the planned dividing line (scheduled line) cannot be realized. In the case of crack extension processing, it is necessary to determine the processing conditions in consideration of this point.
以上の点を鑑みた、被加工物10に分割起点となる亀裂を形成するための亀裂伸展加工を行うにあたって好適な条件は、おおよそ以下の通りである。具体的な条件は、被加工物10の材質や厚みなどによって適宜に選択することでよい。
In view of the above points, suitable conditions for performing crack extension processing for forming a crack to be a division starting point on the
パルス幅τ:1psec以上50psec以下;
ビーム径Db:1μm以上10μm以下;
ステージ移動速度V:50mm/sec以上3000mm/sec以下;
パルスの繰り返し周波数R:10kHz以上200kHz以下;
パルスエネルギーE:0.1μJ〜50μJ
Pulse width τ: 1 psec or more and 50 psec or less;
Beam diameter Db: 1 μm or more and 10 μm or less;
Stage moving speed V: 50 mm / sec or more and 3000 mm / sec or less;
Pulse repetition frequency R: 10 kHz to 200 kHz;
Pulse energy E: 0.1 μJ to 50 μJ
<パターン付き基板>
次に、被加工物10の一例としてのパターン付き基板Wについて説明する。図3は、パターン付き基板Wの模式平面図および部分拡大図である。
<Pattern with pattern>
Next, a patterned substrate W as an example of the
パターン付き基板Wとは、例えばサファイアなどの単結晶基板(ウェハ、母基板)W1(図4参照)の一方主面上に、所定のデバイスパターンを積層形成してなるものである。デバイスパターンは、個片化された後にそれぞれが1つのデバイスチップをなす複数の単位パターンUPを2次元的に繰り返し配置した構成を有する。例えば、LED素子などの光学デバイスや電子デバイスとなる単位パターンUPが2次元的に繰り返される。 The patterned substrate W is formed by laminating a predetermined device pattern on one main surface of a single crystal substrate (wafer, mother substrate) W1 (see FIG. 4) such as sapphire. The device pattern has a configuration in which a plurality of unit patterns UP each forming one device chip after being divided into pieces are repeatedly arranged two-dimensionally. For example, a unit pattern UP that becomes an optical device such as an LED element or an electronic device is two-dimensionally repeated.
また、パターン付き基板Wは平面視で略円形状をなしているが、外周の一部には直線状のオリフラ(オリエンテーションフラット)OFが備わっている。以降、パターン付き基板Wの面内においてオリフラOFの延在方向をX方向と称し、X方向に直交する方向をY方向と称することとする。 The patterned substrate W has a substantially circular shape in plan view, but is provided with a linear orientation flat (orientation flat) OF at a part of the outer periphery. Hereinafter, the extending direction of the orientation flat OF in the plane of the patterned substrate W will be referred to as the X direction, and the direction orthogonal to the X direction will be referred to as the Y direction.
単結晶基板W1としては、70μm〜200μmの厚みを有するものが用いられる。100μm厚のサファイア単結晶を用いるのが好適な一例である。また、デバイスパターンは通常、数μm程度の厚みを有するように形成される。また、デバイスパターンは凹凸を有していてもよい。 As the single crystal substrate W1, a substrate having a thickness of 70 μm to 200 μm is used. A preferred example is to use a sapphire single crystal having a thickness of 100 μm. The device pattern is usually formed to have a thickness of about several μm. The device pattern may have irregularities.
例えば、LED素子(チップ)製造用のパターン付き基板Wであれば、GaN(窒化ガリウム)を初めとするIII族窒化物半導体からなる、発光層その他の複数の薄膜層を、サファイア単結晶の上にエピタキシャル形成し、さらに、該薄膜層の上に、LED素子(LEDチップ)において通電電極を構成する電極パターンを形成することによって構成されてなる。 For example, in the case of a substrate W with a pattern for manufacturing LED elements (chips), a light emitting layer and other thin film layers made of a group III nitride semiconductor such as GaN (gallium nitride) are formed on a sapphire single crystal. The electrode pattern is formed on the thin film layer, and an electrode pattern that constitutes a current-carrying electrode in the LED element (LED chip) is formed on the thin film layer.
なお、パターン付き基板Wの形成にあたって、単結晶基板W1として、主面内においてオリフラに垂直なY方向を軸としてc面やa面などの結晶面の面方位を主面法線方向に対して数度程度傾斜させた、いわゆるオフ角を与えた基板(オフ基板とも称する)を用いる態様であってもよい。 In forming the patterned substrate W, the plane orientation of the crystal plane such as the c-plane or the a-plane with respect to the main plane normal direction is defined as the single crystal substrate W1 with the Y direction perpendicular to the orientation flat as the axis in the main plane. A mode in which a so-called off-angle substrate (also referred to as an off-substrate) inclined by several degrees may be used.
個々の単位パターンUPの境界部分である幅狭の領域はストリートSTと称される。ストリートSTは、パターン付き基板Wの分割予定位置であって、後述する態様にてレーザー光がストリートSTに沿って照射されことで、パターン付き基板Wは個々のデバイスチップへと分割される。ストリートSTは、通常、数十μm程度の幅で、デバイスパターンを平面視した場合に格子状をなすように設定される。ただし、ストリートSTの部分において単結晶基板W1が露出している必要はなく、ストリートSTの位置においてもデバイスパターンをなす薄膜層が連続して形成されていてもよい。また、ストリートSTの中央部分が、加工予定線PLとして設定される。 A narrow region that is a boundary portion of each unit pattern UP is referred to as a street ST. The street ST is a planned division position of the patterned substrate W, and the patterned substrate W is divided into individual device chips by irradiating laser light along the street ST in a manner to be described later. The street ST is usually set to have a lattice shape when the device pattern is viewed in plan with a width of about several tens of μm. However, the single crystal substrate W1 does not have to be exposed in the street ST portion, and a thin film layer forming a device pattern may be continuously formed in the street ST position. Further, the central portion of the street ST is set as the planned processing line PL.
<パターン付き基板の分割>
次に、本実施の形態において行うパターン付き基板Wの分割手法について説明する。
<Division of substrate with pattern>
Next, a method for dividing the patterned substrate W performed in the present embodiment will be described.
上述の、図2をもとにした亀裂伸展加工の原理の説明、および、特許文献1に開示された手法においては、離散的な加工痕の形成を加工予定線に沿って一様に行うことを前提としているが、本実施の形態に係るパターン付き基板Wの分割手法は、加工予定線に対する亀裂伸展加工を断続的に行うという点において特徴的である。以下、本実施の形態に係る亀裂伸展加工の実施態様を、断続的亀裂伸展加工と称し、離散的な加工痕の形成を加工予定線に沿って一様に行う加工態様を一様的亀裂伸展加工と称する。
In the above description of the principle of crack extension processing based on FIG. 2 and the method disclosed in
本実施の形態に係る断続的亀裂伸展加工とは、概略、亀裂伸展加工が行われて加工痕が等間隔に形成される第1の領域と、亀裂伸展加工が行われず前記加工痕が形成されない第2の領域とが、加工予定線に沿って交互に形成される加工態様である。 The intermittent crack extension processing according to the present embodiment is roughly the first region where the crack extension processing is performed and the processing marks are formed at equal intervals, and the crack extension processing is not performed and the processing marks are not formed. A 2nd area | region is a process aspect formed alternately along a process planned line.
なお、本実施の形態では、断続的亀裂伸展加工を行うにあたって、パターン付き基板Wのうち、デバイスパターンが設けられていない側の面、つまりは、単結晶基板W1が露出した主面Wa(図4、図5参照)に向けて、レーザー光LBを照射するものとする。すなわち、デバイスパターンが形成されてなる側の主面Wb(図5参照)を被載置面としてレーザー加工装置100のステージ4に載置固定して、レーザー光LBの照射を行うものとする。厳密にいえば、デバイスパターンの表面には凹凸が存在するが、当該凹凸はパターン付き基板W全体の厚みに比して充分に小さいので、実質的には、パターン付き基板Wのデバイスパターンが形成されてなる側には平坦な主面が備わっているとみなして差し支えない。あるいは、デバイスパターンが設けられた単結晶基板W1の主面をパターン付き基板Wの主面Wbとみなすようにしてもよい。
In the present embodiment, when performing intermittent crack extension processing, the surface of the patterned substrate W on which the device pattern is not provided, that is, the main surface Wa (see FIG. 4 and FIG. 5), the laser beam LB is irradiated. That is, the main surface Wb (see FIG. 5) on the side where the device pattern is formed is placed and fixed on the stage 4 of the
これは、断続的亀裂伸展加工の実施において本質的に必須の態様ではないが、ストリートSTの幅が小さい場合や、ストリートSTの部分にまで薄膜層が形成されてなる場合など、レーザー光の照射がデバイスパターンに与える影響を小さくしたり、あるいは、より確実な分割を実現するという点から、好ましい態様である。ちなみに、図3において単位パターンUPやストリートSTを破線にて表しているのは、単結晶基板が露出した主面Waがレーザー光の照射対象面であり、デバイスパターンが設けられた主面Wbがその反対側を向いていることを示すためである。 This is not an essentially essential aspect in the implementation of intermittent crack extension processing, but when the width of the street ST is small or a thin film layer is formed up to the street ST, laser light irradiation, etc. This is a preferable mode from the viewpoint of reducing the influence of the device pattern on the device pattern or realizing more reliable division. Incidentally, in FIG. 3, the unit pattern UP and the street ST are represented by broken lines. The main surface Wa from which the single crystal substrate is exposed is the surface to be irradiated with the laser light, and the main surface Wb on which the device pattern is provided. This is to show that it faces the other side.
図4および図5は、レーザー加工装置100において一の加工予定線PL(PL1)に沿って断続的亀裂伸展加工を行った場合の、パターン付き基板Wにおける加工痕Mの形成の様子を模式的に示す、パターン付き基板Wの平面図および当該加工予定線PL(PL1)に沿った垂直断面図である。
FIGS. 4 and 5 are schematic views of the formation of the processing marks M on the patterned substrate W when the
一の加工予定線PLに沿って断続的亀裂伸展加工を行った場合、図4および図5に示すように、複数の加工痕Mが離散的にかつ等間隔に形成された第1領域RE1と、加工痕が形成されない第2領域RE2とが、加工予定線に沿って交互に形成される。換言すれば、加工痕が形成される第1領域RE1が加工予定線PLに沿って等間隔に偏在する。あるいは、第1領域RE1と第2領域RE2とを併せた単位領域REが繰り返される。なお、第1領域RE1における亀裂伸展加工は、加工予定線PLに沿って一様亀裂伸展加工を行った場合にその後のブレイクによって好適にパターン付き基板Wがブレイクできる条件で行うものとする。 When intermittent crack extension processing is performed along one processing planned line PL, as shown in FIGS. 4 and 5, the first region RE1 in which a plurality of processing marks M are discretely formed at equal intervals and The second regions RE2 in which no processing trace is formed are alternately formed along the planned processing line. In other words, the first regions RE1 where the processing marks are formed are unevenly distributed along the planned processing line PL at equal intervals. Alternatively, the unit region RE in which the first region RE1 and the second region RE2 are combined is repeated. Note that the crack extension processing in the first region RE1 is performed under conditions that allow the patterned substrate W to be suitably broken by a subsequent break when the uniform crack extension processing is performed along the planned processing line PL.
係る場合においては、第1領域RE1の個々の加工痕M同士の間や、加工痕Mの下方にむけて、亀裂が伸展する。一方、第2領域RE2においては、必ずしも亀裂は伸展しない。すなわち、一の加工予定線PLに沿って断続的亀裂伸展加工を行うことで、パターン付き基板Wにおいては、亀裂進展が生じている領域と生じていない領域とが加工予定線PLに沿って交互に繰り返されていることになる。 In such a case, cracks extend between the individual processing marks M in the first region RE1 or below the processing marks M. On the other hand, the crack does not necessarily extend in the second region RE2. In other words, by performing intermittent crack extension processing along one planned processing line PL, in the patterned substrate W, the regions where crack growth has occurred and the regions where no cracks have occurred alternate along the processing planned line PL. Will be repeated.
そして、このような状態のパターン付き基板Wをブレイク装置に供し、当該加工予定線PLに沿ったブレイクを行う。係る場合、亀裂伸展が生じているそれぞれの第1領域RE1を起点として、パターン付き基板Wの反対面Wbに向けて、および、第1領域RE1の間に向けて、亀裂が伸展し、パターン付き基板Wが加工予定線に沿って分割される。すなわち、加工痕Mが存在しない第2領域RE2を含むにも関わらず、パターン付き基板Wを良好に分割することが出来る。これにより、まさしく図5に例示した垂直断面のような加工断面を有する態様にて、パターン付き基板Wが分割される。すなわち、加工予定線PLに沿って断続的亀裂伸展加工を行えば、パターン付き基板Wを加工予定線PLに沿って分割することができる。 And the board | substrate W with a pattern of such a state is used for a break apparatus, and the break along the said process plan line PL is performed. In such a case, cracks extend from each first region RE1 where crack extension occurs to the opposite surface Wb of the patterned substrate W and between the first regions RE1, and the pattern is attached. The substrate W is divided along the planned processing line. That is, the patterned substrate W can be favorably divided in spite of including the second region RE2 where the processing mark M does not exist. Thereby, the substrate W with a pattern is divided | segmented in the aspect which has a process cross section like the vertical cross section illustrated in FIG. That is, if intermittent crack extension processing is performed along the planned processing line PL, the patterned substrate W can be divided along the planned processing line PL.
好ましくは、断続的亀裂伸展加工は、加工対象としている加工予定線に沿う方向における単位パターンUPのサイズTが、加工予定線PLに沿う方向における第1領域RE1のサイズt1と第2領域RE2のサイズt2の和(つまりは単位領域REのサイズ)の整数倍であり、かつ、サイズ比t2/t1が、20/80以上60/40以下となるように行う。図4および図5においては、サイズTがt1+t2の4倍、つまりはT=4(t1+t2)の場合を例示している。ただし、本実施の形態において、第1領域RE1のサイズt1とは、図4および図5に示すように、第1領域RE1の両端に存在する加工痕M同士の中心間距離であるとする。 Preferably, in the intermittent crack extension processing, the size T of the unit pattern UP in the direction along the planned processing line to be processed is set so that the size t1 of the first region RE1 and the second region RE2 in the direction along the planned processing line PL. This is an integral multiple of the sum of the sizes t2 (that is, the size of the unit region RE), and the size ratio t2 / t1 is 20/80 or more and 60/40 or less. 4 and 5 exemplify a case where the size T is four times t1 + t2, that is, T = 4 (t1 + t2). However, in the present embodiment, the size t1 of the first region RE1 is a center-to-center distance between the processing marks M existing at both ends of the first region RE1, as shown in FIGS.
これらの要件をみたすことにより、加工予定線PLに沿ったパターン付き基板Wをより良好に分割することが出来る。より具体的には、当該第1領域RE1において離散的に存在する全ての加工痕Mの数をk(kは自然数)とするとき、t1=(k−1)Δと与えられる。また、第2領域RE2のサイズは、図4および図5に示すように、当該第2領域RE2に隣接する2つの第1領域RE1のそれぞれにおいて最も第2領域RE2に近い場所に位置する加工痕M同士の距離であるとする。 By satisfying these requirements, the patterned substrate W along the planned processing line PL can be more favorably divided. More specifically, t1 = (k−1) Δ, where k is the number of all machining marks M discretely present in the first region RE1 (k is a natural number). Further, as shown in FIGS. 4 and 5, the size of the second region RE2 is a processing mark located at a location closest to the second region RE2 in each of the two first regions RE1 adjacent to the second region RE2. It is assumed that the distance is between M.
また、第1領域RE1における加工痕Mの形成ピッチつまりはビームスポット中心間隔Δを5μm以下とし、第2領域RE2のサイズt2が100μm以下となるように、断続的亀裂伸展加工を行うのがより好ましい。前者をみたさない場合、亀裂伸展加工自体が行われなくなるため好ましくない。後者をみたさない場合、ブレイクが加工予定線(分割予定線)に沿って良好に行えなくなるため好ましくない。 Further, it is more preferable to perform intermittent crack extension processing so that the formation pitch of the processing mark M in the first region RE1, that is, the beam spot center interval Δ is 5 μm or less, and the size t2 of the second region RE2 is 100 μm or less. preferable. If the former is not observed, the crack extension process itself is not performed, which is not preferable. If the latter is not observed, the break cannot be performed well along the planned processing line (division planned line), which is not preferable.
なお、加工痕Mの形成ピッチについていえば、一様亀裂伸展加工の際の加工痕Mの形成ピッチと断続的亀裂伸展加工の第1領域RE1における加工痕Mの形成ピッチとが同じである場合、断続的亀裂伸展加工の方が、第2領域RE2が存在する分だけ一様亀裂伸展加工よりも形成される加工痕Mの数が少ない。それゆえ、例えばLED素子などの光学デバイスの単位パターンが繰り返し形成されてなるパターン付き基板Wを分割し、LED素子を得る場合であれば、断続的亀裂伸展加工を行って分割されたLED素子の方が、一様亀裂伸展加工を行って分割されたLED素子よりも、光の取り出し効率が高くなる。すなわち、断続的亀裂伸展加工は、LED素子の光取り出し効率を高めるうえで好適な加工手法であるといえる。 Regarding the formation pitch of the machining marks M, when the formation pitch of the machining marks M in the uniform crack extension processing and the formation pitch of the processing marks M in the first region RE1 of the intermittent crack extension processing are the same. In the intermittent crack extension process, the number of processing marks M formed is smaller than the uniform crack extension process by the presence of the second region RE2. Therefore, for example, when dividing the patterned substrate W in which unit patterns of optical devices such as LED elements are repeatedly formed to obtain LED elements, intermittent crack extension processing is performed on the divided LED elements. However, the light extraction efficiency is higher than that of the LED element divided by performing uniform crack extension processing. That is, it can be said that the intermittent crack extension processing is a preferable processing technique for increasing the light extraction efficiency of the LED element.
ところで、形成される加工痕の数を削減するという点からは、一様亀裂伸展加工における加工痕の形成ピッチに相当するレーザー光LBのビームスポット中心間隔を大きくするという態様も考えられる。例えば、図6は、図4および図5に例示したパターン付き基板Wに対して、Δよりも大きな値のビームスポット中心間隔Δ’にて一様亀裂伸展加工を行った場合の、加工痕Mの形成の様子を示す平面図である。ただし、5μm<Δ’<t2であるとする。また、基板サイズTあたりの加工痕Mの数は同じであるとする。 By the way, from the viewpoint of reducing the number of processing marks to be formed, a mode in which the beam spot center interval of the laser beam LB corresponding to the formation pitch of the processing marks in the uniform crack extension processing is also considered. For example, FIG. 6 shows a processing mark M when a uniform crack extension processing is performed on the patterned substrate W illustrated in FIGS. 4 and 5 at a beam spot center interval Δ ′ having a value larger than Δ. It is a top view which shows the mode of formation of. However, it is assumed that 5 μm <Δ ′ <t2. Further, it is assumed that the number of processing marks M per substrate size T is the same.
断続的亀裂伸展加工の場合には、亀裂伸展加工後のブレイクの際に第2領域RE2においても亀裂CRが伸展していることから、Δ’<t2とした図6の場合も、亀裂伸展加工後のブレイクの際に加工痕Mの間で好適に亀裂CRが伸展することが期待される。しかしながら、係る態様の場合、亀裂伸展加工後のブレイクが必ずしも良好に行えないことが、本発明の発明者によって確認されている。ここで、ブレイクが良好に行えないとは、ブレイク工程における亀裂の伸展が加工予定線に沿って進行せず、LED素子が斜めに割れてしまうことや、そもそも、一般的なブレイク条件ではブレイクを行い得ず、ブレイクバーに過剰の負荷をかけてしまいブレイクバーが破損することなど、ブレイクに際し何らの不具合が生じることをいう。 In the case of intermittent crack extension processing, the crack CR also extends in the second region RE2 at the time of break after crack extension processing. Therefore, in the case of FIG. 6 where Δ ′ <t2, the crack extension processing is also performed. It is expected that the crack CR suitably extends between the machining marks M during the subsequent break. However, in the case of such an embodiment, it has been confirmed by the inventor of the present invention that the break after the crack extension processing cannot always be performed satisfactorily. Here, if the break cannot be performed satisfactorily, the extension of cracks in the break process does not proceed along the planned processing line, and the LED element breaks diagonally, or in the first place, breaks occur under general break conditions. This is not possible, and it means that some trouble occurs in the break, such as an excessive load applied to the break bar and the break bar is broken.
その理由としては、断続的亀裂伸展加工の場合、少なくとも第1領域RE1においてはブレイク工程の前の時点で十分に亀裂が伸展し、強度的に弱くなっているのに対し、加工痕Mの間隔を広げた一様亀裂伸展加工の場合、ブレイク前の時点で必ずしも加工痕M同士の間において亀裂CRがつながっていないために、結果として断続的亀裂伸展加工の場合よりもブレイク工程における負荷が高くなっているためであると考えられる。 The reason for this is that in the case of intermittent crack extension processing, at least in the first region RE1, cracks are sufficiently extended at the time before the breaking step and weakened in strength, whereas the interval between the processing marks M is increased. In the case of uniform crack extension processing with a widening, the crack CR is not always connected between the processing marks M before the break, resulting in a higher load in the break process than in the case of intermittent crack extension processing. This is thought to be because of
このことは、本実施の形態のように、加工痕Mを形成する第1領域RE1においては加工痕Mの間に確実に亀裂伸展を生じさせたうえで、加工痕Mを形成しない第2領域RE2を断続的に形成することが、加工痕Mの数を抑制しつつ良好なブレイクを実現するうえで重要であることを意味している。 This is because, as in the present embodiment, in the first region RE1 where the processing mark M is formed, the crack extension is surely generated between the processing marks M, and the second region where the processing mark M is not formed. It means that it is important to form RE2 intermittently to achieve a good break while suppressing the number of machining marks M.
なお、パターン付き基板Wを分割する場合、図4に示すように、互いに直交する加工予定線PL1、PL2に沿ったブレイクを行う必要があるが、断続的亀裂伸展加工を行ったうえでブレイクを行おうとする場合、加工予定線PL1と加工予定線PL2が交差する位置(加工予定線交差位置)においては、それぞれの加工予定線PL1、PL2に沿った断続的亀裂伸展加工の際に形成される第1領域RE1が互いに交差させるようにするのが好ましい。係る場合、LED素子にカケや割れが生じることのない、良好なブレイクが実現される。例えば、図4においては、加工予定線PL1に沿った断続的亀裂伸展加工において、第1領域RE1が加工予定線交差位置に形成されている様子を示している。係る場合、この後に加工予定線PL2に沿った断続的亀裂伸展加工の際にも、第1領域RE1が加工予定線交差位置に形成されるようにすればよい。 In addition, when dividing the substrate W with a pattern, as shown in FIG. 4, it is necessary to perform a break along the planned processing lines PL1 and PL2, which are orthogonal to each other. When the process is to be performed, the process planned line PL1 and the process planned line PL2 intersect with each other (the process planned line intersecting position) is formed at the time of intermittent crack extension processing along the process planned lines PL1 and PL2. It is preferable that the first regions RE1 intersect each other. In such a case, a good break can be realized without causing any chipping or cracking in the LED element. For example, FIG. 4 shows a state where the first region RE1 is formed at the crossing position of the planned processing line in the intermittent crack extension processing along the planned processing line PL1. In such a case, the first region RE1 may be formed at the crossing position of the planned processing line also in the subsequent intermittent crack extension processing along the planned processing line PL2.
以上、説明したように、本実施の形態によれば、パターン付き基板を加工予定線に沿って分割するにあたって、亀裂伸展加工が行われて加工痕が等間隔に形成される第1の領域と、亀裂伸展加工が行われず前記加工痕が形成されない第2の領域とを、加工予定線に沿って交互に形成する断続的亀裂伸展加工を行うことにより、パターン付き基板に分割起点を形成したうえで、該加工予定線に沿ってブレイクを行うことで、従来の一様な亀裂伸展加工を行う場合に比して、加工痕の数を減らしつつパターン付き基板を良好に分割することが出来る。これにより、例えばLED素子などの光学デバイスの単位パターンが繰り返し形成されてなるパターン付き基板を分割し、個々のLED素子(LEDチップ)に個片化する場合であれば、素子内からの光の出射を阻害する加工痕の数が従来よりも少なくなるので、従来よりも光の取り出し効率が向上したLED素子が得られる。 As described above, according to the present embodiment, when dividing the patterned substrate along the planned processing line, the first region where the crack extension process is performed and the processing marks are formed at equal intervals, In addition, by performing intermittent crack extension processing that alternately forms the second region where the crack extension processing is not performed and the processing trace is not formed along the planned processing line, the division starting point is formed on the patterned substrate. By performing the break along the planned processing line, the patterned substrate can be divided well while reducing the number of processing marks as compared with the case of performing the conventional uniform crack extension processing. Thus, for example, in the case where a substrate with a pattern in which unit patterns of optical devices such as LED elements are repeatedly formed is divided into individual LED elements (LED chips), the light from inside the element is transmitted. Since the number of processing traces that obstruct the emission is smaller than in the past, an LED element with improved light extraction efficiency than in the prior art can be obtained.
1 コントローラ
2 制御部
3 記憶部
3p プログラム
4 ステージ
4m 移動機構
5 照射光学系
6 上部観察光学系
6a カメラ
6b モニタ
7 上部照明系
8 下部照明系
10 被加工物
10a 保持シート
11 吸引手段
16 下部観察光学系
16a カメラ
16b モニタ
21 駆動制御部
22 撮像制御部
23 照射制御部
24 吸着制御部
25 加工処理部
51 ハーフミラー
52 集光レンズ
71 ハーフミラー
81 ハーフミラー
82 集光レンズ
100 レーザー加工装置
CR 亀裂
D1 加工位置データ
D2 加工モード設定データ
LB レーザー光
M 加工痕
OF オリフラ
PL(PL1、PL2) 加工予定線
SL レーザー光源
ST ストリート
T (パターン付き基板の)サイズ
UP 単位パターン
W パターン付き基板
W1 単結晶基板
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記パターン付き基板に設定された加工予定線に沿ってレーザー光を照射することにより、前記パターン付き基板に分割起点を形成する分割起点形成工程と、
前記パターン付き基板を前記分割起点に沿ってブレイクすることにより個片化するブレイク工程と、
を備え、
前記分割起点形成工程が、前記レーザー光を前記加工予定線に沿って走査しつつ照射することによって、前記レーザー光のそれぞれの単位パルス光によって前記パターン付き基板に形成される加工痕が前記加工予定線に沿って離散的に位置するようにするとともに、それぞれの加工痕から前記パターン付き基板に亀裂を伸展させる亀裂伸展加工工程、
を含み、
前記分割起点形成工程においては、前記亀裂伸展加工工程が行われることによって前記加工痕が等間隔に形成される第1の領域と、前記亀裂伸展加工工程が行われず前記加工痕が形成されない第2の領域とが、前記加工予定線に沿って交互に形成されるように、前記亀裂伸展加工工程を前記加工予定線に沿って断続的に行う、
ことを特徴とするパターン付き基板の加工方法。 A method of processing a substrate with a pattern in which a plurality of unit patterns are repeatedly arranged two-dimensionally on a single crystal substrate,
A split starting point forming step of forming a split starting point on the patterned substrate by irradiating laser light along a planned processing line set on the patterned substrate;
A breaking step for breaking the patterned substrate into pieces by breaking along the division starting points;
With
In the division starting point forming step, the processing mark formed on the patterned substrate by each unit pulse light of the laser light is irradiated by scanning the laser light along the planned processing line. A crack extension processing step for causing cracks to extend from the respective processing marks to the substrate with the pattern while being discretely positioned along the line,
Including
In the split starting point forming step, a first region in which the processing marks are formed at equal intervals by performing the crack extension processing step, and a second region in which the crack extension processing step is not performed and the processing marks are not formed. And the crack extension processing step is intermittently performed along the planned processing line so that the regions are alternately formed along the planned processing line.
A method for processing a substrate with a pattern.
前記加工予定線に沿う方向における前記単位パターンのサイズが、前記加工予定線に沿う方向における前記第1の領域のサイズと前記第2の領域のサイズの和の整数倍であり、
前記加工予定線に沿う方向における前記第1の領域のサイズに対する前記第2の領域のサイズの比が、20/80以上60/40以下である、
ことを特徴とするパターン付き基板の加工方法。 It is a processing method of the board | substrate with a pattern of Claim 1, Comprising:
The size of the unit pattern in the direction along the planned processing line is an integer multiple of the sum of the size of the first region and the size of the second region in the direction along the planned processing line;
The ratio of the size of the second region to the size of the first region in the direction along the planned processing line is 20/80 or more and 60/40 or less,
A method for processing a substrate with a pattern.
前記加工予定線に沿う方向において、前記第1の領域における前記加工痕の間隔が
400μm以下であり、前記第2の領域のサイズが100μm以下である、
ことを特徴とするパターン付き基板の加工方法。 It is a processing method of the board | substrate with a pattern of Claim 2, Comprising:
In the direction along the planned processing line, the interval between the processing marks in the first region is 400 μm or less, and the size of the second region is 100 μm or less.
A method for processing a substrate with a pattern.
前記加工予定線が互いに直交する第1の加工予定線と第2の加工予定線であり、
前記分割起点形成工程においては、前記第1の加工予定線における前記第1の領域と前記第2の加工予定線における前記第1の領域とが交差するように、前記亀裂伸展加工工程を行う、
ことを特徴とするパターン付き基板の加工方法。 It is a processing method of the board | substrate with a pattern of Claim 2 or Claim 3, Comprising:
The first processing line and the second processing line that are perpendicular to each other,
In the split starting point forming step, the crack extension processing step is performed such that the first region in the first processing line and the first region in the second processing line intersect.
A method for processing a substrate with a pattern.
前記パターン付き基板に設定された加工予定線に沿ってレーザー光を照射することにより、前記パターン付き基板に分割起点を形成する分割起点形成工程と、
前記パターン付き基板を前記分割起点に沿ってブレイクすることにより個片化するブレイク工程と、
を備え、
前記分割起点形成工程が、前記レーザー光を前記加工予定線に沿って走査しつつ照射することによって、前記レーザー光のそれぞれの単位パルス光によって前記パターン付き基板に形成される加工痕が前記加工予定線に沿って離散的に位置するようにするとともに、それぞれの加工痕から前記パターン付き基板に亀裂を伸展させる亀裂伸展加工工程、
を含み、
前記分割起点形成工程においては、前記亀裂伸展加工工程が行われることによって前記加工痕が形成される領域が前記加工予定線に沿って等間隔に偏在するように、前記亀裂伸展加工工程を前記加工予定線に沿って断続的に行う、
ことを特徴とするパターン付き基板の加工方法。 A method of processing a substrate with a pattern in which a plurality of unit patterns are repeatedly arranged two-dimensionally on a single crystal substrate,
A split starting point forming step of forming a split starting point on the patterned substrate by irradiating laser light along a planned processing line set on the patterned substrate;
A breaking step for breaking the patterned substrate into pieces by breaking along the division starting points;
With
In the division starting point forming step, the processing mark formed on the patterned substrate by each unit pulse light of the laser light is irradiated by scanning the laser light along the planned processing line. A crack extension processing step for causing cracks to extend from the respective processing marks to the substrate with the pattern while being discretely positioned along the line,
Including
In the split starting point forming step, the crack extension processing step is performed in such a manner that regions where the processing marks are formed are unevenly distributed along the planned processing line by performing the crack extension processing step. Intermittently along the planned line,
A method for processing a substrate with a pattern.
前記パターン付き基板に設定された加工予定線に沿ってレーザー光を照射することにより、前記パターン付き基板に分割起点を形成する分割起点形成手段と、
前記パターン付き基板を前記分割起点に沿ってブレイクすることにより個片化するブレイク手段と、
を備え、
前記分割起点形成手段が、前記レーザー光を前記加工予定線に沿って走査しつつ照射することによって、前記レーザー光のそれぞれの単位パルス光によって前記パターン付き基板に形成される加工痕が前記加工予定線に沿って離散的に位置するようにするとともに、それぞれの加工痕から前記パターン付き基板に亀裂を伸展させる亀裂伸展加工手段、
を含み、
前記分割起点形成手段が、前記亀裂伸展加工手段によって前記加工痕が等間隔に形成される第1の領域と、前記加工痕が形成されない第2の領域とが、前記加工予定線に沿って交互に形成されるように、前記亀裂伸展加工を前記加工予定線に沿って断続的に行わせる手段である、
ことを特徴とするパターン付き基板の加工装置。 An apparatus for processing a substrate with a pattern in which a plurality of unit patterns are repeatedly arranged two-dimensionally on a single crystal substrate,
A split starting point forming means for forming a split starting point on the patterned substrate by irradiating a laser beam along a planned processing line set on the patterned substrate;
Break means for breaking the patterned substrate into pieces by breaking along the division starting points;
With
When the division start point forming unit irradiates the laser beam while scanning along the planned processing line, a processing mark formed on the patterned substrate by each unit pulse light of the laser light is scheduled to be processed. Crack extension means for extending the cracks from the respective processing traces to the patterned substrate while being discretely positioned along the line;
Including
The dividing start point forming means includes a first area where the processing marks are formed at equal intervals by the crack extension processing means and a second area where the processing marks are not formed alternately along the planned processing line. Is a means for causing the crack extension processing to be performed intermittently along the planned processing line,
An apparatus for processing a substrate with a pattern.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013094326A JP2014216556A (en) | 2013-04-26 | 2013-04-26 | Processing method for substrate with pattern and processing apparatus for substrate with pattern |
TW103104159A TW201440935A (en) | 2013-04-26 | 2014-02-07 | Processing method and processing device of patterned substrate |
KR20140015887A KR20140128224A (en) | 2013-04-26 | 2014-02-12 | Method of processing substrate with pattern and apparatus for processing substrate with pattern |
CN201410069121.1A CN104117766B (en) | 2013-04-26 | 2014-02-27 | Processing method with pattern substrate and the processing unit (plant) of band pattern substrate |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013094326A JP2014216556A (en) | 2013-04-26 | 2013-04-26 | Processing method for substrate with pattern and processing apparatus for substrate with pattern |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014216556A true JP2014216556A (en) | 2014-11-17 |
Family
ID=51763528
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013094326A Pending JP2014216556A (en) | 2013-04-26 | 2013-04-26 | Processing method for substrate with pattern and processing apparatus for substrate with pattern |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2014216556A (en) |
KR (1) | KR20140128224A (en) |
TW (1) | TW201440935A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014087806A (en) * | 2012-10-29 | 2014-05-15 | Mitsuboshi Diamond Industrial Co Ltd | Laser processing device and processing condition setting method for patterned substrate |
CN109326535A (en) * | 2017-07-31 | 2019-02-12 | 株式会社斯库林集团 | Substrate processing method using same and substrate board treatment |
WO2022138588A1 (en) * | 2020-12-25 | 2022-06-30 | 浜松ホトニクス株式会社 | Laser processing device and laser processing method |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011165767A (en) * | 2010-02-05 | 2011-08-25 | Disco Abrasive Syst Ltd | Method of processing optical device wafer |
JP2013046924A (en) * | 2011-07-27 | 2013-03-07 | Toshiba Mach Co Ltd | Laser dicing method |
-
2013
- 2013-04-26 JP JP2013094326A patent/JP2014216556A/en active Pending
-
2014
- 2014-02-07 TW TW103104159A patent/TW201440935A/en unknown
- 2014-02-12 KR KR20140015887A patent/KR20140128224A/en not_active Application Discontinuation
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011165767A (en) * | 2010-02-05 | 2011-08-25 | Disco Abrasive Syst Ltd | Method of processing optical device wafer |
JP2013046924A (en) * | 2011-07-27 | 2013-03-07 | Toshiba Mach Co Ltd | Laser dicing method |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014087806A (en) * | 2012-10-29 | 2014-05-15 | Mitsuboshi Diamond Industrial Co Ltd | Laser processing device and processing condition setting method for patterned substrate |
CN109326535A (en) * | 2017-07-31 | 2019-02-12 | 株式会社斯库林集团 | Substrate processing method using same and substrate board treatment |
WO2022138588A1 (en) * | 2020-12-25 | 2022-06-30 | 浜松ホトニクス株式会社 | Laser processing device and laser processing method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20140128224A (en) | 2014-11-05 |
TW201440935A (en) | 2014-11-01 |
CN104117766A (en) | 2014-10-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6064519B2 (en) | Laser processing apparatus and processing condition setting method for patterned substrate | |
JP5913472B2 (en) | Laser processing equipment | |
JP5494592B2 (en) | Processing method of substrate with LED pattern | |
KR101979397B1 (en) | Method of dividing substrate with pattern | |
JP2011092970A (en) | Laser processing method, method for dividing workpiece, and laser processing apparatus | |
JP6003496B2 (en) | Patterned substrate processing method | |
KR102182426B1 (en) | Laser processing apparatus and method of establishing processing condition of a substrate with pattern | |
JP5333399B2 (en) | Laser processing apparatus, workpiece processing method, and workpiece dividing method | |
JP6036173B2 (en) | Laser processing equipment | |
KR101854676B1 (en) | Laser processing apparatus and method of establishing processing condition of a substrate with pattern | |
JP2014216556A (en) | Processing method for substrate with pattern and processing apparatus for substrate with pattern | |
US10297710B2 (en) | Method of processing wafer | |
JP2014090011A (en) | Processing method of substrate with led pattern | |
JP5360278B2 (en) | Laser processing apparatus, workpiece processing method, and workpiece dividing method | |
JP2013118413A (en) | Led chip | |
JP2013118277A (en) | Method for processing substrate with led pattern | |
JP2015162565A (en) | Substrate with led pattern, method for manufacturing the same, and method for manufacturing led element | |
JP2015144180A (en) | Wafer for led element manufacturing, manufacturing method thereof, and led element | |
JP2012121071A (en) | Laser beam machining method, method for dividing workpiece, and laser beam machining apparatus | |
JP2015144177A (en) | Wafer for led element manufacturing, manufacturing method thereof, and led element |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160317 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20161206 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20170221 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170516 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20170524 |
|
A912 | Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20170623 |