JP2014225562A - Optical device wafer processing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、サファイア等の単結晶基板の表面に発光層が形成され格子状の複数の分割予定ラインによって区画された複数の領域に光デバイスが形成された光デバイスウエーハを分割予定ラインに沿って個々の光デバイスに分割する光デバイスウエーハの加工方法に関する。 The present invention relates to an optical device wafer in which a light emitting layer is formed on the surface of a single crystal substrate such as sapphire and an optical device is formed in a plurality of regions partitioned by a plurality of grid-like division lines. The present invention relates to a method of processing an optical device wafer that is divided into individual optical devices.
光デバイス製造工程においては、略円板形状であるサファイア基板の表面に窒化ガリウム系化合物半導体からなる発光層が積層され格子状に形成された複数のストリートによって区画された複数の領域に発光ダイオード、レーザーダイオード等の光デバイスを形成して光デバイスウエーハを構成する。そして、光デバイスウエーハをストリートに沿って切断することにより光デバイスが形成された領域を分割して個々の光デバイスを製造している。 In the optical device manufacturing process, a light emitting diode is formed in a plurality of regions partitioned by a plurality of streets formed by laminating a light emitting layer made of a gallium nitride compound semiconductor on the surface of a sapphire substrate having a substantially disc shape, An optical device such as a laser diode is formed to constitute an optical device wafer. Then, the optical device wafer is cut along the streets to divide the region where the optical device is formed to manufacture individual optical devices.
上述した光デバイスウエーハのストリートに沿った切断は、通常、ダイサーと呼ばれている切削装置によって行われている。この切削装置は、被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物を切削するための切削手段と、チャックテーブルと切削手段とを相対的に移動せしめる切削送り手段とを具備している。切削手段は、回転スピンドルと該スピンドルに装着された切削ブレードおよび回転スピンドルを回転駆動する駆動機構を含んでいる。切削ブレードは円盤状の基台と該基台の側面外周部に装着された環状の切れ刃からなっており、切れ刃は例えば粒径3μm程度のダイヤモンド砥粒を電鋳によって基台に固定し厚さ20μm程度に形成されている。 The above-mentioned cutting along the street of the optical device wafer is usually performed by a cutting device called a dicer. The cutting apparatus includes a chuck table for holding a workpiece, a cutting means for cutting the workpiece held on the chuck table, and a cutting feed means for relatively moving the chuck table and the cutting means. It has. The cutting means includes a rotary spindle, a cutting blade mounted on the spindle, and a drive mechanism that rotationally drives the rotary spindle. The cutting blade is composed of a disk-shaped base and an annular cutting edge mounted on the outer periphery of the side surface of the base. The cutting edge is fixed to the base by electroforming, for example, diamond abrasive grains having a particle size of about 3 μm. It is formed to a thickness of about 20 μm.
しかるに、光デバイスウエーハを構成するサファイア基板はモース硬度が高いため、上記切削ブレードによる切断は必ずしも容易ではない。更に、切削ブレードは20μm程度の厚さを有するため、デバイスを区画するストリートとしては幅が50μm程度必要となる。このため、ストリートの占める面積比率が高くなり、生産性が悪いという問題がある。 However, since the sapphire substrate constituting the optical device wafer has a high Mohs hardness, cutting with the cutting blade is not always easy. Furthermore, since the cutting blade has a thickness of about 20 μm, the street that partitions the device needs to have a width of about 50 μm. For this reason, the area ratio which a street occupies becomes high, and there exists a problem that productivity is bad.
上述した問題を解消するために、光デバイスウエーハをストリートに沿って分割する方法として、ウエーハに対して吸収性を有する波長のパルスレーザー光線をストリートに沿って照射することにより破断の起点となるレーザー加工溝を形成し、この破断の起点となるレーザー加工溝が形成されたストリートに沿って外力を付与することにより割断する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 In order to solve the above-mentioned problems, as a method of dividing the optical device wafer along the street, laser processing that becomes the starting point of breakage by irradiating the wafer with a pulsed laser beam having a wavelength that absorbs the wafer. There has been proposed a method of cleaving by forming a groove and applying an external force along the street where the laser-processed groove that is the starting point of the fracture is formed (see, for example, Patent Document 1).
しかるに、光デバイスウエーハを構成するサファイア基板の表面に形成されたストリートに沿ってレーザー光線を照射してレーザー加工溝を形成すると、発光ダイオード等の光デバイスの外周がアブレーションされてデブリと呼ばれる溶融物が付着するため輝度が低下し、光デバイスの品質が低下するという問題がある。このような問題を解消するために、光デバイスウエーハを個々の光デバイスに分割する前にエッチングによりデブリを除去する工程が必要となり生産性が悪いという問題がある。 However, when laser processing grooves are formed by irradiating a laser beam along the street formed on the surface of the sapphire substrate constituting the optical device wafer, the outer periphery of the optical device such as a light emitting diode is ablated, and a melt called debris is formed. Since it adheres, there exists a problem that a brightness | luminance falls and the quality of an optical device falls. In order to solve such a problem, there is a problem that productivity is poor because a step of removing debris by etching is required before the optical device wafer is divided into individual optical devices.
このような問題を解消するために、発光層(エピ層)が形成されていないサファイア基板の裏面側からサファイア基板に対して透過性を有する波長のレーザー光線を集光点を内部に位置付けてストリートに沿って照射し、サファイア基板の内部にストリートに沿って改質層を形成することにより、サファイア基板を改質層が形成されたストリートに沿って分割する加工方法が下記特許文献2に開示されている。
In order to solve such problems, a laser beam having a wavelength that is transparent to the sapphire substrate is placed on the street from the back side of the sapphire substrate where the light emitting layer (epi layer) is not formed. A processing method for dividing the sapphire substrate along the street where the modified layer is formed by irradiating along the street and forming the modified layer along the street inside the sapphire substrate is disclosed in
近年、サファイア基板の表面に発光層が形成された光デバイスウエーハとして、発光層から発光された光を反射して光の取り出し効率を向上させるために、サファイア基板の裏面に反射膜(DBR膜)を積層する技術が提案されている。
しかるに、サファイア基板の裏面に反射膜(DBR膜)特に金、アルミニウム等の金属膜からなる反射膜が積層された光デバイスウエーハは、反射膜がレーザー光線の妨げとなりサファイア基板の裏面側からレーザー光線を照射することができないという問題がある。
In recent years, as an optical device wafer with a light emitting layer formed on the surface of a sapphire substrate, a reflective film (DBR film) is formed on the back surface of the sapphire substrate to reflect light emitted from the light emitting layer and improve the light extraction efficiency. A technique for laminating layers has been proposed.
However, an optical device wafer in which a reflective film (DBR film), particularly a reflective film made of a metal film such as gold or aluminum, is laminated on the back surface of the sapphire substrate, the reflective film interferes with the laser beam and irradiates the laser beam from the back surface side of the sapphire substrate. There is a problem that you can not.
このような問題を解消するために、サファイアウエーハの裏面側から分割予定ラインに沿ってサファイアに対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線をサファイアウエーハの内部に集光して照射し、内部に分割予定ラインに沿って改質層を形成した後、サファイアウエーハの裏面に反射膜を形成し、その後、サファイアウエーハに外力を作用することにより改質層が形成された分割予定ラインに沿って分割するサファイアウエーハの分割方法が下記特許文献3に開示されている。
In order to eliminate such problems, a pulsed laser beam having a wavelength that is transparent to sapphire is focused on and irradiated from the back side of the sapphire wafer, and divided into the sapphire wafer. After forming the modified layer along the planned line, a reflective film is formed on the back surface of the sapphire wafer, and then, by applying an external force to the sapphire wafer, the modified layer is divided along the planned divided line. A method for dividing a sapphire wafer is disclosed in
而して、サファイアウエーハのように単結晶基板の内部に改質層を形成するには、レーザー光線のピークパワー密度を高く設定する必要があり、開口数(NA)が0.8以上の集光レンズが用いられるとともに、単結晶基板を改質層が形成された分割予定ラインに沿って分割できる厚みとして150μm以下に薄くする必要がある。
しかるに、厚みが150μm以下と薄くなった単結晶基板の内部に改質層を形成すると、単結晶基板に反りが生じて反射膜の形成に支障をきたすという問題がある。
一方、単結晶基板の厚みを150μm以上、例えば300μmに設定して内部に改質層を形成すると反りは生じないものの、単結晶基板の厚みに対して十分な厚みの改質層を形成することができないため、単結晶基板を改質層が形成された分割予定ラインに沿って確実に分割することができないという問題がある。
Thus, in order to form a modified layer inside a single crystal substrate like a sapphire wafer, it is necessary to set the peak power density of the laser beam high, and the condensing with a numerical aperture (NA) of 0.8 or more. In addition to the use of lenses, it is necessary to reduce the thickness of the single crystal substrate to 150 μm or less as a thickness that can be divided along the division line on which the modified layer is formed.
However, when a modified layer is formed inside a single crystal substrate having a thickness as thin as 150 μm or less, there is a problem in that the single crystal substrate is warped to hinder the formation of a reflective film.
On the other hand, when the thickness of the single crystal substrate is set to 150 μm or more, for example, 300 μm, and the modified layer is formed inside, no warping occurs, but the modified layer having a sufficient thickness with respect to the thickness of the single crystal substrate is formed. Therefore, there is a problem that the single crystal substrate cannot be reliably divided along the division line on which the modified layer is formed.
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、単結晶基板からなる光デバイスウエーハの厚みが厚くても単結晶基板の裏面に反射膜を形成した後に光デバイスウエーハを分割予定ラインに沿って個々のデバイスに確実に分割することができる光デバイスウエーハの加工方法を提供することである。 The present invention has been made in view of the above-mentioned facts, and the main technical problem is that the optical device wafer is formed after the reflective film is formed on the back surface of the single crystal substrate even if the thickness of the optical device wafer made of the single crystal substrate is thick. An object of the present invention is to provide a method of processing an optical device wafer that can be surely divided into individual devices along a division line.
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、単結晶基板の表面に発光層が形成され格子状の複数の分割予定ラインによって区画された複数の領域に光デバイスが形成された光デバイスウエーハを分割予定ラインに沿って個々の光デバイスに分割する光デバイスウエーハの加工方法であって、
パルスレーザー光線を集光する集光レンズの開口数(NA)を単結晶基板の屈折率(N)で除した値が0.05〜0.2の範囲で集光レンズの開口数(NA)を設定する開口数設定工程と、
光デバイスウエーハを構成する単結晶基板の裏面側からパルスレーザー光線の集光点を単結晶基板の表面側近傍に位置付ける集光点位置付け工程と、
該集光点位置付け工程を実施した後にパルスレーザー光線を照射して単結晶基板の表面側近傍に位置付けられた集光点からパルスレーザー光線が入射された側に細孔と該細孔をシールドする非晶質とを成長させてシールドトンネルを分割予定ラインに沿って隣接して形成するシールドトンネル形成工程と、
該シールドトンネル形成工程が実施された光デバイスウエーハを構成する単結晶基板の裏面に反射膜を形成する反射膜形成工程と、
該反射膜形成工程が実施された光デバイスウエーハに外力を付与して光デバイスウエーハをシールドトンネルが形成された分割予定ラインに沿って破断し、個々の光デバイスに分割するウエーハ分割工程と、を含む、
ことを特徴とする光デバイスウエーハの加工方法が提供される。
In order to solve the above-mentioned main technical problem, according to the present invention, an optical device in which a light emitting layer is formed on the surface of a single crystal substrate and an optical device is formed in a plurality of regions partitioned by a plurality of grid-like division lines. An optical device wafer processing method for dividing a wafer into individual optical devices along a planned dividing line,
The numerical aperture (NA) of the condensing lens is in the range of 0.05 to 0.2 when the numerical aperture (NA) of the condensing lens that collects the pulsed laser beam is divided by the refractive index (N) of the single crystal substrate. A numerical aperture setting step to be set;
A condensing point positioning step for positioning the condensing point of the pulse laser beam in the vicinity of the surface side of the single crystal substrate from the back side of the single crystal substrate constituting the optical device wafer;
Amorphous that shields the pores and the pores on the side where the pulsed laser beam is incident from the focused point positioned near the surface side of the single crystal substrate by irradiating the pulsed laser beam after performing the focusing point positioning step Forming a shield tunnel adjacent to each other along the planned dividing line by growing the quality,
A reflective film forming step of forming a reflective film on the back surface of the single crystal substrate constituting the optical device wafer in which the shield tunnel forming step is performed;
A wafer dividing step of applying an external force to the optical device wafer on which the reflective film forming step has been performed to break the optical device wafer along a planned division line on which a shield tunnel is formed and dividing the optical device wafer into individual optical devices. Including,
An optical device wafer processing method is provided.
上記開口数設定工程においては、単結晶基板がサファイア(Al2O3)基板の場合には集光レンズの開口数(NA)は0.1〜0.35に設定され、単結晶基板が炭化珪素(SiC)基板の場合には集光レンズの開口数(NA)は0.15〜0.55に設定される。
また、上記反射膜形成工程を実施する前に、シールドトンネル形成工程が実施された光デバイスウエーハを構成する単結晶基板の裏面を研削して光デバイスウエーハを所定の厚みに形成する裏面研削工程を実施する。
In the numerical aperture setting step, when the single crystal substrate is a sapphire (Al 2 O 3 ) substrate, the numerical aperture (NA) of the condenser lens is set to 0.1 to 0.35, and the single crystal substrate is carbonized. In the case of a silicon (SiC) substrate, the numerical aperture (NA) of the condenser lens is set to 0.15 to 0.55.
In addition, before performing the reflective film forming step, a back surface grinding step of grinding the back surface of the single crystal substrate constituting the optical device wafer subjected to the shield tunnel forming step to form the optical device wafer to a predetermined thickness. carry out.
本発明による光デバイスウエーハの加工方法においては、パルスレーザー光線を集光する集光レンズの開口数(NA)を単結晶基板の屈折率(N)で除した値が0.05〜0.2の範囲で集光レンズの開口数(NA)を設定し、パルスレーザー光線を照射して光デバイスウエーハを構成する単結晶基板の表面側近傍に位置付けられた集光点とパルスレーザー光線が入射された側との間に細孔と該細孔をシールドする非晶質とを成長させてシールドトンネルを分割予定ラインに沿って隣接して形成するので、厚みが例えば300μmの光デバイスウエーハであっても表面側近傍に位置付けられた集光点からパルスレーザー光線が入射された表面側に亘ってシールドトンネルを形成することができるため、光デバイスウエーハの厚みが厚くてもパルスレーザー光線を1回照射すればよいため、生産性が極めて良好となる。このように光デバイスウエーハの厚みが厚くても表面側から入射面である裏面に亘ってシールドトンネルを形成することができるので、光デバイスウエーハに反りが生じることはない。 In the processing method of the optical device wafer according to the present invention, the value obtained by dividing the numerical aperture (NA) of the condensing lens for condensing the pulse laser beam by the refractive index (N) of the single crystal substrate is 0.05 to 0.2. The numerical aperture (NA) of the condensing lens is set in the range, and the condensing point positioned near the surface side of the single crystal substrate constituting the optical device wafer by irradiating the pulse laser beam and the side on which the pulse laser beam is incident Since a pore and an amorphous material that shields the pore are grown and a shield tunnel is formed adjacent to the line to be divided, the optical device wafer having a thickness of, for example, 300 μm can be Since a shield tunnel can be formed from the condensing point located in the vicinity to the surface side where the pulse laser beam is incident, the pulse laser beam can be used even if the optical device wafer is thick. Since irradiation may be one, the productivity is very good. In this way, even if the thickness of the optical device wafer is large, the shield tunnel can be formed from the front surface side to the back surface that is the incident surface, so that the optical device wafer does not warp.
以下、本発明による光デバイスウエーハの加工方法について添付図面を参照して、更に詳細に説明する。 Hereinafter, a method for processing an optical device wafer according to the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
図1の(a)および(b)には、本発明による光デバイスウエーハの加工方法によって個々の光デバイスに分割される光デバイスウエーハの斜視図が示されている。図1に示す光デバイスウエーハ2は、厚みが300μmの単結晶基板であるサファイア基板20の表面20aに窒化物半導体からなる発光層(エピ層)21が積層されている。そして、発光層(エピ層)21が格子状に形成された複数の分割予定ライン22によって区画され、この区画された複数の領域に発光ダイオード、レーザーダイオード等の光デバイス23が形成されている。
1A and 1B are perspective views of an optical device wafer divided into individual optical devices by the optical device wafer processing method according to the present invention. In an
上述した光デバイスウエーハ2を構成する発光層(エピ層)21の表面21aには、光デバイス23を保護するために図2に示すように保護テープ3を貼着する(保護テープ貼着工程)。従って、保護テープ3が貼着された光デバイスウエーハ2は、サファイア基板20の裏面20bが露出される。
In order to protect the
図3には、上述した保護テープ貼着工程が実施された光デバイスウエーハ2の分割予定ライン22に沿ってレーザー加工を施すレーザー加工装置が示されている。図3に示すレーザー加工装置4は、被加工物を保持するチャックテーブル41と、該チャックテーブル41上に保持された被加工物にレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段42と、チャックテーブル41上に保持された被加工物を撮像する撮像手段43を具備している。チャックテーブル41は、被加工物を吸引保持するように構成されており、図示しない加工送り手段によって図3において矢印Xで示す加工送り方向に移動せしめられるとともに、図示しない割り出し送り手段によって図3において矢印Yで示す割り出し送り方向に移動せしめられるようになっている。
FIG. 3 shows a laser processing apparatus that performs laser processing along a
上記レーザー光線照射手段42は、実質上水平に配置された円筒形状のケーシング421を含んでいる。ケーシング421内には図示しないパルスレーザー光線発振器や繰り返し周波数設定手段を備えたパルスレーザー光線発振手段が配設されている。上記ケーシング421の先端部には、パルスレーザー光線発振手段から発振されたパルスレーザー光線を集光するための集光レンズ422aを備えた集光器422が装着されている。この集光器422の集光レンズ422aは、開口数(NA)が次のよう設定されている。即ち、集光レンズ422aの開口数(NA)は、開口数(NA)を単結晶基板の屈折率(N)で除した値が0.05〜0.2の範囲に設定される(開口数設定工程)。なお、レーザー光線照射手段42は、集光器422の集光レンズ422aによって集光されるパルスレーザー光線の集光点位置を調整するための集光点位置調整手段(図示せず)を備えている。
The laser beam application means 42 includes a
上記レーザー光線照射手段42を構成するケーシング421の先端部に装着された撮像手段43は、可視光線によって撮像する通常の撮像素子(CCD)の外に、被加工物に赤外線を照射する赤外線照明手段と、該赤外線照明手段によって照射された赤外線を捕らえる光学系と、該光学系によって捕らえられた赤外線に対応した電気信号を出力する撮像素子(赤外線CCD)等で構成されており、撮像した画像信号を図示しない制御手段に送る。
The imaging means 43 attached to the tip of the
上述したレーザー加工装置4を用いて、上述した保護テープ貼着工程が実施された光デバイスウエーハ2の分割予定ライン22に沿ってレーザー加工を施すには、先ず、上述した図3に示すレーザー加工装置4のチャックテーブル41上に光デバイスウエーハ2に貼着された保護テープ3側を載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することにより、保護テープ3を介して光デバイスウエーハ2をチャックテーブル41上に保持する(ウエーハ保持工程)。従って、チャックテーブル41に保持された光デバイスウエーハ2は、単結晶基板であるサファイア基板20の裏面20bが上側となる。このようにして、光デバイスウエーハ2を吸引保持したチャックテーブル41は、図示しない加工送り手段によって撮像手段43の直下に位置付けられる。
In order to perform laser processing along the scheduled
チャックテーブル41が撮像手段43の直下に位置付けられると、撮像手段43および図示しない制御手段によって光デバイスウエーハ2のレーザー加工すべき加工領域を検出するアライメント作業を実行する。即ち、撮像手段43および図示しない制御手段は、光デバイスウエーハ2の所定方向に形成されている分割予定ライン22と、該分割予定ライン22に沿ってレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段42の集光器422との位置合わせを行うためのパターンマッチング等の画像処理を実行し、レーザー光線照射位置のアライメントを遂行する(アライメント工程)。また、光デバイスウエーハ2に上記所定方向と直交する方向に形成された分割予定ライン22に対しても、同様にレーザー光線照射位置のアライメントが遂行される。このとき、光デバイスウエーハ2の分割予定ライン22が形成されている発光層(エピ層)21の表面21aは下側に位置しているが、撮像手段43が上述したように赤外線照明手段と赤外線を捕らえる光学系および赤外線に対応した電気信号を出力する撮像素子(赤外線CCD)等で構成された撮像手段を備えているので、単結晶基板であるサファイア基板20の裏面20bから透かして分割予定ライン22を撮像することができる。
When the chuck table 41 is positioned immediately below the image pickup means 43, an alignment operation for detecting a processing region to be laser processed of the
上述したアライメント工程を実施したならば、図4で示すようにチャックテーブル41をレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段42の集光器422が位置するレーザー光線照射領域に移動し、所定の分割予定ライン22を集光器422の直下に位置付ける。このとき、図4の(a)で示すように光デバイスウエーハ2は、分割予定ライン22の一端(図4の(a)において左端)が集光器422の直下に位置するように位置付けられる。そして、図示しない集光点位置調整手段を作動して集光器422を光軸方向に移動し、光デバイスウエーハ2を構成する単結晶基板であるサファイア基板20の裏面20b側からパルスレーザー光線LBの集光点Pをサファイア基板20の表面20a側(発光層(エピ層)21側)の近傍に位置付ける(集光点位置付け工程)。
When the alignment step described above is performed, the chuck table 41 is moved to the laser beam irradiation region where the
上述したように集光点位置付け工程を実施したならば、レーザー光線照射手段42を作動して集光器422からパルスレーザー光線LBを照射して、光デバイスウエーハ2を構成する単結晶基板であるサファイア基板20に位置付けられた集光点Pからパルスレーザー光線が入射された側(サファイア基板20の裏面20b側)に細孔と該細孔をシールドする非晶質とを形成させてシールドトンネルを形成するシールドトンネル形成工程を実施する。即ち、集光器422から光デバイスウエーハ2を構成する単結晶基板としてのサファイア基板に対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線LBを照射しつつチャックテーブル41を図4の(a)において矢印X1で示す方向に所定の送り速度で移動せしめる(シールドトンネル形成工程)。そして、図4の(b)で示すようにレーザー光線照射手段42の集光器422の照射位置に分割予定ライン22の他端(図4の(a)において右端)が達したら、パルスレーザー光線の照射を停止するとともにチャックテーブル41の移動を停止する。
When the focusing point positioning step is performed as described above, the sapphire substrate which is a single crystal substrate constituting the
上述したシールドトンネル形成工程を実施することにより、光デバイスウエーハ2を構成する単結晶基板であるサファイア基板20の内部には、図4の(c)に示すようにパルスレーザー光線LBの集光点Pが位置付けられた単結晶基板20の表面20a側から入射面である単結晶基板20の裏面20bに亘って細孔241と該細孔241の周囲に形成された非晶質242が成長し、分割予定ライン22に沿って所定の間隔(図示の実施形態においては10μmの間隔(加工送り速度:500mm/秒)/(繰り返し周波数:50kHz))で非晶質のシールドトンネル24が形成される。このシールドトンネル24は、図4の(d)および(e)に示すように中心に形成された直径がφ1μm程度の細孔241と該細孔241の周囲に形成された直径がφ10μmの非晶質242とからなり、図示の実施形態においては隣接する非晶質242同士がつながるように形成される形態となっている。なお、上述したシールドトンネル形成工程において形成される非晶質のシールドトンネル24は、光デバイスウエーハ2を構成する単結晶基板であるサファイア基板20の表面20a側から入射面である単結晶基板であるサファイア基板20の裏面20bに亘って成長させて形成することができるため、ウエーハの厚みが厚くてもパルスレーザー光線を1回照射すればよいので、生産性が極めて良好となる。このように光デバイスウエーハ2の厚みが例えば300μmと厚くても表面(下面)側から入射面であるサファイア基板20の表面20a側から裏面20bに亘ってシールドトンネル24を形成することができるので、光デバイスウエーハ2に反りが生じることはない。また、シールドトンネル形成工程においてはデブリが飛散しないので、デバイスの品質を低下させるという問題も解消される。
By performing the above-described shield tunnel forming step, the condensing point P of the pulsed laser beam LB is formed inside the
上述したように所定の分割予定ライン22に沿って上記シールドトンネル形成工程を実施したら、チャックテーブル41を矢印Yで示す方向に光デバイスウエーハ2に形成された分割予定ライン22の間隔だけ割り出し移動し(割り出し工程)、上記シールドトンネル形成工程を遂行する。このようにして所定方向に形成された全ての分割予定ライン22に沿って上記シールドトンネル形成工程を実施したならば、チャックテーブル41を90度回動せしめて、上記所定方向に形成された分割予定ライン22に対して直交する方向に延びる分割予定ライン22に沿って上記シールドトンネル形成工程を実行する。
As described above, when the shield tunnel forming process is performed along the
上述したシールドトンネル形成工程において、良好なシールドトンネル24を形成するには、上述したように集光レンズ422aの開口数(NA)は、開口数(NA)を単結晶基板の屈折率(N)で除した値(S=NA/N)が0.05〜0.2の範囲に設定されていることが重要である。
ここで、開口数(NA)と屈折率(N)と開口数(NA)を屈折率(N)で除した値(S=NA/N)との関係について、図5を参照して説明する。図5において集光レンズ422aに入光したパルスレーザー光線LBは光軸に対して角度(θ)をもって集光される。このとき、sinθが集光レンズ422aの開口数(NA)である(NA=sinθ)。集光レンズ422aによって集光されたパルスレーザー光線LBが単結晶基板からなる光デバイスウエーハ2に照射されると、光デバイスウエーハ2を構成する単結晶基板は空気より密度が高いのでパルスレーザー光線LBは角度(θ)から角度(α)に屈折し集光点Pに集光される。このとき、光軸に対する角度(α)は、光デバイスウエーハ2を構成する単結晶基板の屈折率(N)によって異なる。屈折率(N)は(N=sinθ/sinα)であるから、開口数(NA)を単結晶基板の屈折率(N)で除した値(S=NA/N)はsinαとなる。従って、sinαを0.05〜0.2の範囲(0.05≦sinα≦0.2)に設定することが重要である。
以下、集光レンズ422aの開口数(NA)を単結晶基板の屈折率(N)で除した値(S=NA/N)が0.05〜0.2の範囲に設定された理由について説明する。
In order to form a
Here, the relationship between the numerical aperture (NA), the refractive index (N), and the value obtained by dividing the numerical aperture (NA) by the refractive index (N) (S = NA / N) will be described with reference to FIG. . In FIG. 5, the pulse laser beam LB incident on the
The reason why the value (S = NA / N) obtained by dividing the numerical aperture (NA) of the
[実験1]
厚みが300μmのサファイア(Al2O3)基板(屈折率:1.7)を次の加工条件でシールドトンネルを形成し、シールドトンネルの良不良を判定した。
加工条件
波長 :1030nmのパルスレーザー
繰り返し周波数 :50kHz
パルス幅 :10ps
平均出力 :3W
集光スポット径 :φ10μm
加工送り速度 :500mm/秒
集光レンズの開口数(NA) シールドトンネルの良不良 S=NA/N
0.05 なし
0.1 やや良好 0.058
0.15 良好 0.088
0.2 良好 0.117
0.25 良好 0.147
0.3 良好 0.176
0.35 やや良好 0.205
0.4 不良
0.45 不良:ボイドができる
0.5 不良:ボイドができる
0.55 不良:ボイドができる
0.6 不良:ボイドができる
以上のようにサファイア(Al2O3)基板(屈折率:1.7)においては、パルスレーザー光線を集光する集光レンズ422aの開口数(NA)を単結晶基板の屈折率(N)で除した値(S=NA/N)が0.05〜0.2の範囲に設定することにより、シールドトンネルが形成される。従って、サファイア(Al2O3)基板(屈折率:1.7)においては、パルスレーザー光線を集光する集光レンズ422aの開口数(NA)は、0.1〜0.35に設定することが重要である。
[Experiment 1]
A shield tunnel was formed on a sapphire (Al 2 O 3 ) substrate (refractive index: 1.7) having a thickness of 300 μm under the following processing conditions, and the quality of the shield tunnel was judged.
Processing condition wavelength: 1030 nm pulse laser Repetition frequency: 50 kHz
Pulse width: 10 ps
Average output: 3W
Condensing spot diameter: φ10μm
Processing feed rate: 500 mm / sec
Condenser lens numerical aperture (NA) Shield tunnel good / bad S = NA / N
0.05 None
0.1 Somewhat good 0.058
0.15 Good 0.088
0.2 Good 0.117
0.25 Good 0.147
0.3 Good 0.176
0.35 Slightly good 0.205
0.4 Defect
0.45 Defect: Void is generated 0.5 Defect: Void is formed 0.55 Defect: Void is formed 0.6 Defect: Void is formed
As described above, in the sapphire (Al 2 O 3 ) substrate (refractive index: 1.7), the numerical aperture (NA) of the
[実験2]
厚みが300μmの炭化珪素(SiC)基板(屈折率:2.63)を次の加工条件でシールドトンネルを形成し、シールドトンネルの良不良を判定した。
加工条件
波長 :1030nmのパルスレーザー
繰り返し周波数 :50kHz
パルス幅 :10ps
平均出力 :3W
集光スポット径 :φ10μm
加工送り速度 :500mm/秒
集光レンズの開口数(NA) シールドトンネルの良不良 S=NA/N
0.05 なし
0.1 なし
0.15 やや良好 0.057
0.2 良好 0.076
0.25 良好 0.095
0.3 良好 0.114
0.35 良好 0.133
0.4 良好 0.153
0.45 良好 0.171
0.5 良好 0.19
0.55 やや良好 0.209
0.6 不良:ボイドができる
以上のように炭化珪素(SiC)基板(屈折率:2.63)においては、パルスレーザー光線を集光する集光レンズ422aの開口数(NA)を単結晶基板の屈折率(N)で除した値(S=NA/N)が0.05〜0.2の範囲に設定することにより、シールドトンネルが形成される。従って、炭化珪素(SiC)基板においては、パルスレーザー光線を集光する集光レンズ422aの開口数(NA)は、0.15〜0.55に設定することが重要である。
[Experiment 2]
A shield tunnel was formed on a silicon carbide (SiC) substrate (refractive index: 2.63) having a thickness of 300 μm under the following processing conditions, and the quality of the shield tunnel was determined.
Processing condition wavelength: 1030 nm pulse laser Repetition frequency: 50 kHz
Pulse width: 10 ps
Average output: 3W
Condensing spot diameter: φ10μm
Processing feed rate: 500 mm / sec
Condenser lens numerical aperture (NA) Shield tunnel good / bad S = NA / N
0.05 None
0.1 None
0.15 Somewhat good 0.057
0.2 Good 0.076
0.25 Good 0.095
0.3 Good 0.114
0.35 Good 0.133
0.4 Good 0.153
0.45 Good 0.171
0.5 Good 0.19
0.55 Slightly good 0.209
0.6 Defect: A void is formed
As described above, in the silicon carbide (SiC) substrate (refractive index: 2.63), the numerical aperture (NA) of the
[実験3]
厚みが300μmの窒化ガリウム(GaN)基板(屈折率:2.3)を次の加工条件でシールドトンネルを形成し、シールドトンネルの良不良を判定した。
加工条件
波長 :1030nmのパルスレーザー
繰り返し周波数 :50kHz
パルス幅 :10ps
平均出力 :3W
集光スポット径 :φ10μm
加工送り速度 :500mm/秒
集光レンズの開口数(NA) シールドトンネルの良不良 S=NA/N
0.05 なし
0.1 やや良好 0.043
0.15 良好 0.065
0.2 良好 0.086
0.25 良好 0.108
0.3 良好 0.130
0.35 良好 0.152
0.4 良好 0.173
0.45 良好 0.195
0.5 やや良好 0.217
0.55 不良:ボイドができる
0.6 不良:ボイドができる
以上のように窒化ガリウム(GaN)基板(屈折率:2.3)においては、パルスレーザー光線を集光する集光レンズ422aの開口数(NA)を単結晶基板の屈折率(N)で除した値(S=NA/N)が0.05〜0.2の範囲に設定することにより、シールドトンネルが形成される。従って、窒化ガリウム(GaN)基板においては、パルスレーザー光線を集光する集光レンズ422aの開口数(NA)は、0.1〜0.5に設定することが重要である。
[Experiment 3]
A shield tunnel was formed on a gallium nitride (GaN) substrate (refractive index: 2.3) having a thickness of 300 μm under the following processing conditions, and the quality of the shield tunnel was determined.
Processing condition wavelength: 1030 nm pulse laser Repetition frequency: 50 kHz
Pulse width: 10 ps
Average output: 3W
Condensing spot diameter: φ10μm
Processing feed rate: 500 mm / sec
Condenser lens numerical aperture (NA) Shield tunnel good / bad S = NA / N
0.05 None
0.1 Slightly good 0.043
0.15 Good 0.065
0.2 Good 0.086
0.25 Good 0.108
0.3 Good 0.130
0.35 Good 0.152
0.4 Good 0.173
0.45 Good 0.195
0.5 Slightly good 0.217
0.55 Defect: A void is formed 0.6 Defect: A void is formed
As described above, in the gallium nitride (GaN) substrate (refractive index: 2.3), the numerical aperture (NA) of the condensing
上述した実験1、実験2、実験3から、パルスレーザー光線を集光する集光レンズ422aの開口数(NA)は、開口数(NA)を単結晶基板の屈折率(N)で除した値(S=NA/N)が0.05〜0.2の範囲に設定することにより、シールドトンネルが形成されることが確認できた。
From Experiment 1,
図6には、本発明者等の実験によって得られたサファイア(Al2O3)基板、炭化珪素(SiC)基板、窒化ガリウム(GaN)基板においてシールドトンネルが形成された状態におけるパルスレーザー光線のエネルギー(μJ/1パルス)とシールドトンネルの長さ(μm)との関係が示されている。図6に示すグラフから例えば厚みが300μmのサファイア(Al2O3)基板に下面から上面に亘ってシールドトンネルを形成するためには、パルスレーザー光線のエネルギーは85μJ/1パルス以上となる。従って、パルスレーザー光線の繰り返し周波数を50kHzとすると、サファイア(Al2O3)基板に長さが300μmのシールドトンネルを形成するためには、パルスレーザー光線の平均出力を4.5Wに設定すればよい。 FIG. 6 shows the energy of a pulsed laser beam in a state where a shield tunnel is formed on a sapphire (Al 2 O 3 ) substrate, a silicon carbide (SiC) substrate, or a gallium nitride (GaN) substrate obtained by the inventors' experiments. The relationship between (μJ / 1 pulse) and the length of the shield tunnel (μm) is shown. From the graph shown in FIG. 6, for example, in order to form a shield tunnel from the lower surface to the upper surface on a sapphire (Al 2 O 3 ) substrate having a thickness of 300 μm, the energy of the pulse laser beam is 85 μJ / 1 pulse or more. Accordingly, when the repetition frequency of the pulse laser beam is 50 kHz, the average output of the pulse laser beam may be set to 4.5 W in order to form a shield tunnel having a length of 300 μm on the sapphire (Al 2 O 3 ) substrate.
上述したようにシールドトンネル形成工程を実施したならば、必要に応じて該シールドトンネル形成工程が実施された光デバイスウエーハ2を構成する単結晶基板であるサファイア基板20の裏面20bを研削して光デバイスウエーハ2を所定の厚みに形成する裏面研削工程を実施する.この裏面研削工程は、図7に示す研削装置5を用いて実施する。図7に示す研削装置5は、被加工物を保持するチャックテーブル51と、該チャックテーブル51に保持された被加工物を研削する研削手段52を具備している。チャックテーブル51は、保持面である上面に被加工物を吸引保持するように構成されており、図示しない回転駆動機構によって図7において矢印51aで示す方向に回転せしめられる。研削手段52は、スピンドルハウジング521と、該スピンドルハウジング521に回転自在に支持され図示しない回転駆動機構によって回転せしめられる回転スピンドル522と、該回転スピンドル522の下端に装着されたマウンター523と、該マウンター523の下面に取り付けられた研削ホイール524とを具備している。この研削ホイール524は、円環状の基台525と、該基台525の下面に環状に装着された研削砥石526とからなっており、基台525がマウンター523の下面に締結ボルト527によって取り付けられている。
If the shield tunnel forming process is performed as described above, the
上述した研削装置5を用いて上記裏面研削工程を実施するには、図7に示すようにチャックテーブル51の上面(保持面)に上記シールドトンネル形成工程が実施された光デバイスウエーハ2の保護テープ3側を載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することによってチャックテーブル51上に光デバイスウエーハ2を保護テープ3を介して吸着保持する(ウエーハ保持工程)。従って、チャックテーブル51上に保持された光デバイスウエーハ2は、単結晶基板であるサファイア基板20の裏面20bが上側となる。このようにチャックテーブル51上に光デバイスウエーハ2を保護テープ3を介して吸引保持したならば、チャックテーブル51を図7において矢印51aで示す方向に例えば300rpmで回転しつつ、研削手段52の研削ホイール524を図7において矢印524aで示す方向に例えば6000rpmで回転せしめて、図7に示すように研削砥石526を被加工面である光デバイスウエーハ2を構成する単結晶基板であるサファイア基板の裏面2bに接触せしめ、研削ホイール524を図7および図8において矢印524bで示すように例えば1μm/秒の研削送り速度で下方(チャックテーブル51の保持面に対し垂直な方向)に所定量研削送りする。この結果、光デバイスウエーハ2を構成する単結晶基板であるサファイア基板20の裏面20bが研削されて光デバイスウエーハ2は所定の厚み(例えば200μm)に形成される。
In order to perform the back surface grinding process using the grinding
次に、上記シールドトンネル形成工程(および裏面研削工程)が実施された光デバイスウエーハ2を構成する単結晶基板であるサファイア基板20の裏面20bに反射膜を形成する反射膜形成工程を実施する。この反射膜形成工程は、図9に示すスパッタ装置6を用いて実施する。図9に示すスパッタ装置6は、スパッタチャンバー61を形成するハウジング62と、該ハウジング62のスパッタチャンバー61内に配設され被加工物を保持する陽極となる静電吸着式の保持テーブル63と、該保持テーブル63と対向して配設され積層する金属(例えば金、アルミニウム)または酸化物(例えばSiO2、TiO2、ZnO)からなるターゲット64を取り付ける陰極65と、ターゲット64を励磁する励磁手段66と、陰極65に高周波電圧を印加する高周波電源67とからなっている。なお、ハウジング62には、スパッタチャンバー61内を図示しない減圧手段に連通する減圧口621と、スパッタチャンバー61内を図示しないスパッタガス供給手段に連通する導入口622が設けられている。
Next, a reflecting film forming step is performed in which a reflecting film is formed on the
上記のように構成されたスパッタ装置6を用いて上述した反射膜形成工程を実施するには、保持テーブル63上に上述したシールドトンネル形成工程(および裏面研削工程)が実施された光デバイスウエーハ2の表面に貼着された保護テープ3側を載置し、静電吸着保持する。従って、保持テーブル63上に静電吸着保持された光デバイスウエーハ2を構成する単結晶基板であるサファイア基板20の裏面20bが上側となる。次に、励磁手段66を作動してターゲット64を励磁するとともに、陰極65に高周波電源67から例えば40kHzの高周波電圧を印加する。そして、図示しない減圧手段を作動してスパッタチャンバー61内を10−2Pa〜10−4Pa程度に減圧するとともに、図示しないスパッタガス供給手段を作動してスパッタチャンバー61内にアルゴンガスを導入してプラズマを発生させる。従って、プラズマ中のアルゴンガスが陰極65に取り付けられた金、アルミニウム等の金属またはSiO2、TiO2、ZnO等の酸化物からなるターゲット64に衝突し、この衝突によって飛散する金属粒子または酸化物粒子は光デバイスウエーハ2を構成するサファイア基板20の裏面20bに金属層または酸化物層が堆積する。この結果、図10に示すように光デバイスウエーハ2を構成するサファイア基板20の裏面20bには、金属膜または酸化膜からなる反射膜210が形成される。この金属膜または酸化膜からなる反射膜210は、厚みが0.5〜2μmに設定されている。
In order to carry out the above-described reflective film forming step using the
上述した反射膜形成工程を実施したならば、反射膜210が形成された光デバイスウエーハ2を構成するサファイア基板20の裏面20bを環状のフレームに装着された粘着テープに貼着するウエーハ支持工程を実施する。即ち、図11に示すように環状のフレームFの開口部を覆うように外周部が装着された粘着テープTの表面に光デバイスウエーハ2を構成するサファイア基板20の裏面20bに形成された反射膜210側を貼着する。そして、光デバイスウエーハ2の表面に貼着されている保護テープ3を剥離する(保護テープ剥離工程)。
If the reflective film formation process mentioned above is implemented, the wafer support process which sticks the
次に、反射膜形成工程が実施された光デバイスウエーハ2に外力を付与して光デバイスウエーハ2をシールドトンネル23が形成された分割予定ライン22に沿って破断し、個々の光デバイス21に分割するウエーハ分割工程を実施する。この分割工程は、図12に示すウエーハ分割装置7を用いて実施する。図12に示すウエーハ分割装置7は、上記環状のフレームFを保持するフレーム保持手段71と、該フレーム保持手段71に保持された環状のフレームFに装着された粘着テープTを拡張するテープ拡張手段72を具備している。フレーム保持手段71は、環状のフレーム保持部材711と、該フレーム保持部材711の外周に配設された固定手段としての複数のクランプ712とからなっている。フレーム保持部材711の上面は環状のフレームFを載置する載置面711aを形成しており、この載置面711a上に環状のフレームFが載置される。そして、載置面711a上に載置された環状のフレームFは、クランプ712によってフレーム保持部材711に固定される。このように構成されたフレーム保持手段71は、テープ拡張手段72によって上下方向に進退可能に支持されている。
Next, an external force is applied to the
上記テープ拡張手段72は、上記環状のフレーム保持部材711の内側に配設される押圧部材としての円筒状の拡張ドラム721を具備している。この拡張ドラム721は、環状のフレームFの内径より小さく該環状のフレームFに装着された粘着テープTに貼着される光デバイスウエーハ2の外径より大きい内径および外径を有している。また、拡張ドラム721は、下端に支持フランジ722を備えている。図示の実施形態におけるテープ拡張手段72は、上記環状のフレーム保持部材711を上下方向に進退可能な支持手段73を具備している。この支持手段73は、上記支持フランジ722上に配設された複数のエアシリンダ731からなっており、そのピストンロッド732が上記環状のフレーム保持部材711の下面に連結される。このように複数のエアシリンダ731からなる支持手段73は、環状のフレーム保持部材711を載置面711aが拡張ドラム721の上端と略同一高さとなる基準位置と、拡張ドラム721の上端より所定量下方の拡張位置の間を上下方向に移動せしめる。従って、複数のエアシリンダ731からなる支持手段73は、拡張ドラム721とフレーム保持部材711とを上下方向に相対移動する拡張移動手段として機能する。
The tape expansion means 72 includes a
以上のように構成されたウエーハ分割装置7を用いて実施する分割工程について図13を参照して説明する。即ち、光デバイスウエーハ2を構成するサファイア基板20の裏面20bに形成された反射膜210側が貼着されている粘着テープTが装着された環状のフレームFを、図13の(a)に示すようにフレーム保持手段71を構成するフレーム保持部材711の載置面711a上に載置し、クランプ712によってフレーム保持部材711に固定する。このとき、フレーム保持部材711は図13の(a)に示す基準位置に位置付けられている。次に、テープ拡張手段72を構成する支持手段73としての複数のエアシリンダ731を作動して、環状のフレーム保持部材711を図13の(b)に示す拡張位置に下降せしめる。従って、フレーム保持部材711の載置面711a上に固定されている環状のフレームFも下降するため、図13の(b)に示すように環状のフレームFに装着された粘着テープTは、光デバイスウエーハ2と環状のフレームFの内周との間の環状領域が押圧部材としての円筒状の拡張ドラム721の上端縁に接して押圧され拡張せしめられる。この結果、粘着テープTに貼着されている光デバイスウエーハ2には放射状に引張力が作用するため、光デバイスウエーハ2はシールドトンネル24が形成されることによって強度が低下せしめられた分割予定ライン22に沿って破断され個々の光デバイス23に分割される。このとき、光デバイスウエーハ2を構成するサファイア基板20の裏面20bに形成されている反射膜210は、厚みが1μm以下と薄いため分割予定ライン22に沿って破断される。
A dividing process performed using the
上述したように分割工程を実施したならば、図13の(c)に示すようにピックアップ機構8を作動しピックアップコレット81によって所定位置に位置付けられた光デバイス21をピックアップ(ピックアップ工程)し、図示しないトレーまたはダイボンディング工程に搬送する。
When the dividing step is performed as described above, the pickup mechanism 8 is operated and the
2:光デバイスウエーハ
21:光デバイス
22:分割予定ライン
23:シールドトンネル
210:反射膜
3:保護テープ
4:レーザー加工装置
41:レーザー加工装置のチャックテーブル
42:レーザー光線照射手段
422:集光器
5:研削装置
51:研削装置のチャックテーブル
52:研削手段
524:研削ホイール
526:研削砥石
6:スパッタ装置
61:スパッタチャンバー
63:保持テーブル
64:ターゲット
7:ウエーハ分割装置
71:フレーム保持手段
72:テープ拡張手段
721:拡張ドラム
F:環状のフレーム
T:粘着テープ
2: Optical device wafer 21: Optical device 22: Planned division line 23: Shield tunnel 210: Reflective film 3: Protection tape 4: Laser processing device 41: Chuck table of laser processing device 42: Laser beam irradiation means 422: Condenser 5 : Grinding device 51: Chuck table of grinding device 52: Grinding means 524: Grinding wheel 526: Grinding wheel 6: Sputtering device 61: Sputtering chamber 63: Holding table 64: Target 7: Wafer dividing device 71: Frame holding means 72: Tape Expansion means 721: Expansion drum F: Annular frame T: Adhesive tape
Claims (3)
パルスレーザー光線を集光する集光レンズの開口数(NA)を単結晶基板の屈折率(N)で除した値が0.05〜0.2の範囲で集光レンズの開口数(NA)を設定する開口数設定工程と、
光デバイスウエーハを構成する単結晶基板の裏面側からパルスレーザー光線の集光点を単結晶基板の表面側近傍に位置付ける集光点位置付け工程と、
該集光点位置付け工程を実施した後にパルスレーザー光線を照射して単結晶基板の表面側近傍に位置付けられた集光点からパルスレーザー光線が入射された側に細孔と該細孔をシールドする非晶質とを成長させてシールドトンネルを分割予定ラインに沿って隣接して形成するシールドトンネル形成工程と、
該シールドトンネル形成工程が実施された光デバイスウエーハを構成する単結晶基板の裏面に反射膜を形成する反射膜形成工程と、
該反射膜形成工程が実施された光デバイスウエーハに外力を付与して光デバイスウエーハをシールドトンネルが形成された分割予定ラインに沿って破断し、個々の光デバイスに分割するウエーハ分割工程と、を含む、
ことを特徴とする光デバイスウエーハの加工方法。 An optical device wafer in which a light emitting layer is formed on the surface of a single crystal substrate and an optical device is formed in a plurality of regions partitioned by a plurality of grid-like division lines is divided into individual optical devices along the division lines. An optical device wafer processing method comprising:
The numerical aperture (NA) of the condensing lens is in the range of 0.05 to 0.2 when the numerical aperture (NA) of the condensing lens that collects the pulsed laser beam is divided by the refractive index (N) of the single crystal substrate. A numerical aperture setting step to be set;
A condensing point positioning step for positioning the condensing point of the pulse laser beam in the vicinity of the surface side of the single crystal substrate from the back side of the single crystal substrate constituting the optical device wafer;
Amorphous that shields the pores and the pores on the side where the pulsed laser beam is incident from the focused point positioned near the surface side of the single crystal substrate by irradiating the pulsed laser beam after performing the focusing point positioning step Forming a shield tunnel adjacent to each other along the planned dividing line by growing the quality,
A reflective film forming step of forming a reflective film on the back surface of the single crystal substrate constituting the optical device wafer in which the shield tunnel forming step is performed;
A wafer dividing step of applying an external force to the optical device wafer on which the reflective film forming step has been performed to break the optical device wafer along a planned division line on which a shield tunnel is formed and dividing the optical device wafer into individual optical devices. Including,
An optical device wafer processing method characterized by the above.
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Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016143766A (en) * | 2015-02-02 | 2016-08-08 | 株式会社ディスコ | Processing method of single crystal member |
JP2016164924A (en) * | 2015-03-06 | 2016-09-08 | 株式会社ディスコ | Processing method of single crystal substrate |
US20160270151A1 (en) * | 2015-03-10 | 2016-09-15 | Disco Corporation | Method of processing single-crystal substrate |
JP2016171214A (en) * | 2015-03-12 | 2016-09-23 | 株式会社ディスコ | Processing method of single crystal substrate |
JP2016174092A (en) * | 2015-03-17 | 2016-09-29 | 株式会社ディスコ | Method for manufacturing optical device chip |
JP2017041604A (en) * | 2015-08-21 | 2017-02-23 | 株式会社ディスコ | Processing method for optical device wafer |
KR20170091533A (en) * | 2016-02-01 | 2017-08-09 | 가부시기가이샤 디스코 | Method of processing a substrate |
KR20170128100A (en) * | 2016-05-12 | 2017-11-22 | 가부시기가이샤 디스코 | Laser processing apparatus |
KR101916518B1 (en) * | 2015-09-10 | 2018-11-07 | 가부시기가이샤 디스코 | Method of processing a substrate |
JP2019009218A (en) * | 2017-06-22 | 2019-01-17 | 株式会社ディスコ | Processing method of workpiece |
KR20190019839A (en) * | 2017-08-17 | 2019-02-27 | 가부시기가이샤 디스코 | Wafer processing method |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003533871A (en) * | 2000-04-04 | 2003-11-11 | シノヴァ エス.アー. | Method for cutting an object and machining the cut object and a support for holding the object or the cut object |
JP2004165227A (en) * | 2002-11-08 | 2004-06-10 | Toyoda Gosei Co Ltd | Method of manufacturing group iii nitride compound semiconductor element |
JP2005279680A (en) * | 2004-03-29 | 2005-10-13 | Nitto Denko Corp | Method of producing laser-processed product and adhesive sheet used therefor |
JP2007160374A (en) * | 2005-12-15 | 2007-06-28 | Disco Abrasive Syst Ltd | Laser beam machine |
JP2007317747A (en) * | 2006-05-23 | 2007-12-06 | Seiko Epson Corp | Substrate dividing method and method of manufacturing liquid injection head |
JP2011166183A (en) * | 2005-11-10 | 2011-08-25 | Renesas Electronics Corp | Method of manufacturing semiconductor device |
JP2011192934A (en) * | 2010-03-16 | 2011-09-29 | Disco Corp | Division method for workpiece |
-
2013
- 2013-05-16 JP JP2013104045A patent/JP6097146B2/en active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003533871A (en) * | 2000-04-04 | 2003-11-11 | シノヴァ エス.アー. | Method for cutting an object and machining the cut object and a support for holding the object or the cut object |
JP2004165227A (en) * | 2002-11-08 | 2004-06-10 | Toyoda Gosei Co Ltd | Method of manufacturing group iii nitride compound semiconductor element |
JP2005279680A (en) * | 2004-03-29 | 2005-10-13 | Nitto Denko Corp | Method of producing laser-processed product and adhesive sheet used therefor |
JP2011166183A (en) * | 2005-11-10 | 2011-08-25 | Renesas Electronics Corp | Method of manufacturing semiconductor device |
JP2007160374A (en) * | 2005-12-15 | 2007-06-28 | Disco Abrasive Syst Ltd | Laser beam machine |
JP2007317747A (en) * | 2006-05-23 | 2007-12-06 | Seiko Epson Corp | Substrate dividing method and method of manufacturing liquid injection head |
JP2011192934A (en) * | 2010-03-16 | 2011-09-29 | Disco Corp | Division method for workpiece |
Cited By (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105834579A (en) * | 2015-02-02 | 2016-08-10 | 株式会社迪思科 | Method of processing single-crystal member |
CN105834579B (en) * | 2015-02-02 | 2020-04-10 | 株式会社迪思科 | Method for processing single crystal component |
JP2016143766A (en) * | 2015-02-02 | 2016-08-08 | 株式会社ディスコ | Processing method of single crystal member |
JP2016164924A (en) * | 2015-03-06 | 2016-09-08 | 株式会社ディスコ | Processing method of single crystal substrate |
US20160270151A1 (en) * | 2015-03-10 | 2016-09-15 | Disco Corporation | Method of processing single-crystal substrate |
US10157793B2 (en) * | 2015-03-10 | 2018-12-18 | Disco Corporation | Method of processing single-crystal substrate |
JP2016171214A (en) * | 2015-03-12 | 2016-09-23 | 株式会社ディスコ | Processing method of single crystal substrate |
JP2016174092A (en) * | 2015-03-17 | 2016-09-29 | 株式会社ディスコ | Method for manufacturing optical device chip |
JP2017041604A (en) * | 2015-08-21 | 2017-02-23 | 株式会社ディスコ | Processing method for optical device wafer |
KR101916518B1 (en) * | 2015-09-10 | 2018-11-07 | 가부시기가이샤 디스코 | Method of processing a substrate |
JP2017175116A (en) * | 2016-02-01 | 2017-09-28 | 株式会社ディスコ | Method for processing substrate |
KR101979074B1 (en) * | 2016-02-01 | 2019-05-15 | 가부시기가이샤 디스코 | Method of processing a substrate |
KR20170091533A (en) * | 2016-02-01 | 2017-08-09 | 가부시기가이샤 디스코 | Method of processing a substrate |
TWI699827B (en) * | 2016-02-01 | 2020-07-21 | 日商迪思科股份有限公司 | Method of processing a substrate |
KR20170128100A (en) * | 2016-05-12 | 2017-11-22 | 가부시기가이샤 디스코 | Laser processing apparatus |
KR102249337B1 (en) | 2016-05-12 | 2021-05-06 | 가부시기가이샤 디스코 | Laser processing apparatus |
JP2019009218A (en) * | 2017-06-22 | 2019-01-17 | 株式会社ディスコ | Processing method of workpiece |
KR20190019839A (en) * | 2017-08-17 | 2019-02-27 | 가부시기가이샤 디스코 | Wafer processing method |
KR102527033B1 (en) | 2017-08-17 | 2023-04-27 | 가부시기가이샤 디스코 | Wafer processing method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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