JP2018206971A - Chip manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、板状の被加工物を分割して複数のチップを製造するチップの製造方法に関する。 The present invention relates to a chip manufacturing method for manufacturing a plurality of chips by dividing a plate-shaped workpiece.
ウェーハに代表される板状の被加工物（ワーク）を複数のチップへと分割するために、透過性のあるレーザビームを被加工物の内部に集光させて、多光子吸収により改質された改質層（改質領域）を形成する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。改質層は、他の領域に比べて脆いので、分割予定ライン（ストリート）に沿って改質層を形成してから被加工物に力を加えることで、この改質層を起点に被加工物を複数のチップへと分割できる。 In order to divide a plate-like workpiece (workpiece) represented by a wafer into multiple chips, a laser beam with transparency is focused inside the workpiece and modified by multiphoton absorption. A method of forming a modified layer (modified region) is known (see, for example, Patent Document 1). Since the modified layer is more fragile than other regions, the modified layer is formed along the planned dividing line (street), and then a force is applied to the workpiece to process the modified layer. Objects can be divided into multiple chips.
改質層が形成された被加工物に力を加える際には、例えば、伸張性のあるエキスパンドシート（エキスパンドテープ）を被加工物に貼って拡張する方法が採用される（例えば、特許文献２参照）。この方法では、通常、レーザビームを照射して被加工物に改質層を形成する前に、エキスパンドシートを被加工物に貼り、その後、改質層を形成してからエキスパンドシートを拡張して被加工物を複数のチップへと分割する。 When applying a force to the workpiece on which the modified layer is formed, for example, a method of applying an expandable expand sheet (expanding tape) to the workpiece and expanding it is employed (for example, Patent Document 2). reference). In this method, an expanded sheet is usually attached to a workpiece before the modified layer is formed on the workpiece by irradiation with a laser beam, and then the expanded sheet is expanded after the modified layer is formed. Divide the workpiece into multiple chips.
ところが、上述のようなエキスパンドシートを拡張する方法では、使用後のエキスパンドシートを再び使用することができないので、チップの製造に要する費用も高くなり易い。特に、粘着材がチップに残留し難い高性能なエキスパンドシートは、価格も高いので、そのようなエキスパンドシートを用いると、チップの製造に要する費用も高くなる。 However, in the method of expanding the expanded sheet as described above, since the expanded sheet after use cannot be used again, the cost required for manufacturing the chip tends to be high. In particular, a high-performance expanded sheet in which the adhesive material hardly remains on the chip is expensive, and the use of such an expanded sheet increases the cost required for manufacturing the chip.
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、エキスパンドシートを用いることなく板状の被加工物を分割して複数のチップを製造できるチップの製造方法を提供することである。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a chip manufacturing method capable of manufacturing a plurality of chips by dividing a plate-like workpiece without using an expanded sheet. It is to be.
本発明の一態様によれば、交差する複数の分割予定ラインによってチップとなる複数の領域に区画されたチップ領域と、該チップ領域を囲む外周余剰領域と、を有する窒化ガリウム基板から複数の該チップを製造するチップの製造方法であって、窒化ガリウム基板を保持テーブルで直に保持する保持ステップと、該保持ステップを実施した後に、窒化ガリウム基板に対して透過性を有する波長のレーザビームの集光点を該保持テーブルに保持された窒化ガリウム基板の内部に位置づけるように該分割予定ラインに沿って窒化ガリウム基板の該チップ領域にのみ該レーザビームを照射し、該チップ領域の該分割予定ラインに沿って改質層を形成するとともに、該外周余剰領域を改質層が形成されていない補強部とするレーザ加工ステップと、該レーザ加工ステップを実施した後に、該保持テーブルから窒化ガリウム基板を搬出する搬出ステップと、該搬出ステップを実施した後に、窒化ガリウム基板に力を付与して窒化ガリウム基板を個々の該チップへと分割する分割ステップと、を備え、該分割ステップでは、加熱と冷却とにより該力を付与して窒化ガリウム基板を個々の該チップへと分割するチップの製造方法が提供される。 According to one aspect of the present invention, a plurality of the gallium nitride substrates having a chip region partitioned into a plurality of regions to be chips by a plurality of intersecting division lines and an outer peripheral surplus region surrounding the chip region are provided. A chip manufacturing method for manufacturing a chip, comprising: a holding step for directly holding a gallium nitride substrate by a holding table; and a laser beam having a wavelength that is transparent to the gallium nitride substrate after the holding step is performed. The laser beam is irradiated only to the chip region of the gallium nitride substrate along the planned division line so that the focal point is positioned inside the gallium nitride substrate held by the holding table, and the division of the chip region is planned. A laser processing step of forming a modified layer along a line and using the outer peripheral surplus region as a reinforcing portion where the modified layer is not formed; -After carrying out the laser processing step, carrying out the gallium nitride substrate from the holding table; and after carrying out the carrying out step, a force is applied to the gallium nitride substrate to separate the gallium nitride substrate into the individual chips. A splitting step for splitting. In the splitting step, a chip manufacturing method is provided in which the force is applied by heating and cooling to split the gallium nitride substrate into the individual chips.
本発明の一態様において、該レーザ加工ステップを実施した後、該分割ステップを実施する前に、該補強部を除去する補強部除去ステップを更に備えても良い。また、本発明の一態様において、該保持テーブルの上面は、柔軟な材料によって構成されており、該保持ステップでは、該柔軟な材料で窒化ガリウム基板の表面側を保持しても良い。 In one aspect of the present invention, a reinforcing part removing step for removing the reinforcing part may be further provided after the laser processing step and before the dividing step. In one embodiment of the present invention, the upper surface of the holding table is made of a flexible material, and in the holding step, the surface side of the gallium nitride substrate may be held with the flexible material.
本発明の一態様に係るチップの製造方法では、窒化ガリウム基板を保持テーブルで直に保持した状態で、窒化ガリウム基板のチップ領域にのみレーザビームを照射して分割予定ラインに沿う改質層を形成し、その後、加熱と冷却とにより力を付与して窒化ガリウム基板を個々のチップへと分割するので、窒化ガリウム基板に力を加えて個々のチップへと分割するためにエキスパンドシートを用いる必要がない。このように、本発明の一態様に係るチップの製造方法によれば、エキスパンドシートを用いることなく板状の被加工物である窒化ガリウム基板を分割して複数のチップを製造できる。 In the method for manufacturing a chip according to one aspect of the present invention, the modified layer along the division line is formed by irradiating only the chip region of the gallium nitride substrate with the laser beam in a state where the gallium nitride substrate is directly held by the holding table. After forming, a force is applied by heating and cooling to divide the gallium nitride substrate into individual chips, so it is necessary to use an expanded sheet to divide the gallium nitride substrate into individual chips by applying force to the gallium nitride substrate There is no. Thus, according to the chip manufacturing method of one embodiment of the present invention, a plurality of chips can be manufactured by dividing a gallium nitride substrate, which is a plate-like workpiece, without using an expanded sheet.
また、本発明の一態様に係るチップの製造方法では、窒化ガリウム基板のチップ領域にのみレーザビームを照射して分割予定ラインに沿う改質層を形成するとともに、外周余剰領域を改質層が形成されていない補強部とするので、この補強部によってチップ領域は補強される。よって、搬送等の際に加わる力によって窒化ガリウム基板が個々のチップへと分割されてしまい、窒化ガリウム基板を適切に搬送できなくなることもない。 Further, in the chip manufacturing method according to one aspect of the present invention, only the chip region of the gallium nitride substrate is irradiated with a laser beam to form a modified layer along the planned division line, and the modified outer layer has an outer peripheral surplus region. Since the reinforcing portion is not formed, the tip region is reinforced by the reinforcing portion. Therefore, the gallium nitride substrate is not divided into individual chips due to the force applied at the time of transport or the like, and the gallium nitride substrate cannot be transported properly.
添付図面を参照して、本発明の一態様に係る実施形態について説明する。本実施形態に係るチップの製造方法は、保持ステップ（図３（Ａ）参照）、レーザ加工ステップ（図３（Ｂ）、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）参照）、搬出ステップ、補強部除去ステップ（図５（Ａ）及び図５（Ｂ）参照）、及び分割ステップ（図６参照）を含む。 Embodiments according to one aspect of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The chip manufacturing method according to the present embodiment includes a holding step (see FIG. 3A), a laser processing step (see FIGS. 3B, 4A, and 4B), an unloading step, and a reinforcement. A part removing step (see FIGS. 5A and 5B) and a dividing step (see FIG. 6).
保持ステップでは、分割予定ラインによって複数の領域に区画されたチップ領域と、チップ領域を囲む外周余剰領域と、を有する被加工物（ワーク）をチャックテーブル（保持テーブル）で直に保持する。レーザ加工ステップでは、被加工物に対して透過性を有する波長のレーザビームを照射し、分割予定ラインに沿う改質層（改質領域）をチップ領域に形成するとともに、外周余剰領域を改質層が形成されていない補強部とする。 In the holding step, a workpiece (workpiece) having a chip area divided into a plurality of areas by a planned division line and an outer peripheral surplus area surrounding the chip area is directly held by a chuck table (holding table). In the laser processing step, the workpiece is irradiated with a laser beam having a wavelength having transparency, and a modified layer (modified region) along the planned dividing line is formed in the chip region, and the excess outer region is modified. The reinforcing part is not formed with a layer.
搬出ステップでは、保持テーブルから被加工物を搬出する。補強部除去ステップでは、被加工物から補強部を除去する。分割ステップでは、加熱と冷却とにより力を付与して被加工物を複数のチップへと分割する。以下、本実施形態に係るチップの製造方法について詳述する。 In the unloading step, the workpiece is unloaded from the holding table. In the reinforcing portion removing step, the reinforcing portion is removed from the workpiece. In the dividing step, a workpiece is divided into a plurality of chips by applying a force by heating and cooling. Hereinafter, the manufacturing method of the chip according to the present embodiment will be described in detail.
図１は、本実施形態で使用される被加工物（ワーク）１１の構成例を模式的に示す斜視図である。図１に示すように、被加工物１１は、例えば、シリコン（Ｓｉ）、ヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）、リン化インジウム（ＩｎＰ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）等の半導体、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）、ソーダガラス、ホウケイ酸ガラス、石英ガラス等の誘電体（絶縁体）、又は、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａ３）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂ３）等の強誘電体（強誘電体結晶）でなる円盤状のウェーハ（基板）である。 FIG. 1 is a perspective view schematically showing a configuration example of a workpiece (workpiece) 11 used in the present embodiment. As shown in FIG. 1, the workpiece 11 is, for example, a semiconductor such as silicon (Si), gallium arsenide (GaAs), indium phosphide (InP), gallium nitride (GaN), silicon carbide (SiC), or sapphire. (Al 2 O 3 ), soda glass, borosilicate glass, quartz glass and other dielectrics (insulators), or ferroelectrics such as lithium tantalate (LiTa 3 ) and lithium niobate (LiNb 3 ) (ferroelectric) It is a disc-shaped wafer (substrate) made of a body crystal.
被加工物１１の表面１１ａ側は、交差する複数の分割予定ライン（ストリート）１３でチップとなる複数の領域１５に区画されている。なお、以下では、チップとなる複数の領域１５の全てを含む概ね円形の領域をチップ領域１１ｃと呼び、チップ領域１１ｃを囲む環状の領域を外周余剰領域１１ｄと呼ぶ。 The surface 11a side of the workpiece 11 is partitioned into a plurality of regions 15 that become chips by a plurality of division lines (streets) 13 that intersect. In the following description, a generally circular area including all of the plurality of areas 15 serving as chips is referred to as a chip area 11c, and an annular area surrounding the chip area 11c is referred to as an outer peripheral surplus area 11d.
チップ領域１１ｃ内の各領域１５には、必要に応じて、ＩＣ（Integrated Circuit）、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、ＬＤ（Laser Diode）、フォトダイオード（Photodiode）、ＳＡＷ（Surface Acoustic Wave）フィルタ、ＢＡＷ（Bulk Acoustic Wave）フィルタ等のデバイスが形成されている。 In each area 15 in the chip area 11c, an IC (Integrated Circuit), a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems), an LED (Light Emitting Diode), an LD (Laser Diode), a photodiode (Photodiode), and a SAW are provided as necessary. Devices such as (Surface Acoustic Wave) filters and BAW (Bulk Acoustic Wave) filters are formed.
この被加工物１１を分割予定ライン１３に沿って分割することで、複数のチップが得られる。具体的には、被加工物１１がシリコンウェーハの場合には、例えば、メモリやセンサ等として機能するチップが得られる。被加工物１１がヒ化ガリウム基板やリン化インジウム基板、窒化ガリウム基板の場合には、例えば、発光素子や受光素子等として機能するチップが得られる。 A plurality of chips can be obtained by dividing the workpiece 11 along the division line 13. Specifically, when the workpiece 11 is a silicon wafer, for example, a chip that functions as a memory, a sensor, or the like is obtained. When the workpiece 11 is a gallium arsenide substrate, an indium phosphide substrate, or a gallium nitride substrate, for example, a chip that functions as a light emitting element, a light receiving element, or the like is obtained.
被加工物１１がシリコンカーバイド基板の場合には、例えば、パワーデバイス等として機能するチップが得られる。被加工物１１がサファイア基板の場合には、例えば、発光素子等として機能するチップが得られる。被加工物１１がソーダガラスやホウケイ酸ガラス、石英ガラス等でなるガラス基板の場合には、例えば、光学部品やカバー部材（カバーガラス）として機能するチップが得られる。 When the workpiece 11 is a silicon carbide substrate, for example, a chip that functions as a power device or the like is obtained. When the workpiece 11 is a sapphire substrate, for example, a chip that functions as a light emitting element or the like is obtained. When the workpiece 11 is a glass substrate made of soda glass, borosilicate glass, quartz glass, or the like, for example, a chip that functions as an optical component or a cover member (cover glass) is obtained.
被加工物１１がタンタル酸リチウムや、ニオブ酸リチウム等の強誘電体でなる強誘電体基板（強誘電体結晶基板）の場合には、例えば、フィルタやアクチュエータ等として機能するチップが得られる。なお、被加工物１１の材質、形状、構造、大きさ、厚み等に制限はない。同様に、チップとなる領域１５に形成されるデバイスの種類、数量、形状、構造、大きさ、配置等にも制限はない。チップとなる領域１５には、デバイスが形成されていなくても良い。 When the workpiece 11 is a ferroelectric substrate (ferroelectric crystal substrate) made of a ferroelectric such as lithium tantalate or lithium niobate, a chip that functions as a filter, an actuator, or the like is obtained. The material, shape, structure, size, thickness and the like of the workpiece 11 are not limited. Similarly, there is no limitation on the type, quantity, shape, structure, size, arrangement, etc. of the device formed in the region 15 to be the chip. A device may not be formed in the region 15 to be a chip.
本実施形態に係るチップの製造方法では、被加工物１１として円盤状の窒化ガリウム基板を用い、複数のチップを製造する。具体的には、まず、この被加工物１１をチャックテーブルで直に保持する保持ステップを行う。図２は、本実施形態で使用されるレーザ加工装置の構成例を模式的に示す斜視図である。 In the chip manufacturing method according to this embodiment, a disk-shaped gallium nitride substrate is used as the workpiece 11 to manufacture a plurality of chips. Specifically, first, a holding step for holding the workpiece 11 directly on the chuck table is performed. FIG. 2 is a perspective view schematically showing a configuration example of a laser processing apparatus used in the present embodiment.
図２に示すように、レーザ加工装置２は、各構成要素が搭載される基台４を備えている。基台４の上面には、被加工物１１を吸引、保持するためのチャックテーブル（保持テーブル）６をＸ軸方向（加工送り方向）及びＹ軸方向（割り出し送り方向）に移動させる水平移動機構８が設けられている。水平移動機構８は、基台４の上面に固定されＸ軸方向に概ね平行な一対のＸ軸ガイドレール１０を備えている。 As shown in FIG. 2, the laser processing apparatus 2 includes a base 4 on which each component is mounted. On the upper surface of the base 4, a horizontal movement mechanism that moves a chuck table (holding table) 6 for sucking and holding the workpiece 11 in the X-axis direction (machining feed direction) and the Y-axis direction (index feed direction). 8 is provided. The horizontal movement mechanism 8 includes a pair of X-axis guide rails 10 that are fixed to the upper surface of the base 4 and are substantially parallel to the X-axis direction.
Ｘ軸ガイドレール１０には、Ｘ軸移動テーブル１２がスライド可能に取り付けられている。Ｘ軸移動テーブル１２の裏面側（下面側）には、ナット部（不図示）が設けられており、このナット部には、Ｘ軸ガイドレール１０に概ね平行なＸ軸ボールネジ１４が螺合されている。 An X-axis moving table 12 is slidably attached to the X-axis guide rail 10. A nut portion (not shown) is provided on the back surface side (lower surface side) of the X-axis moving table 12, and an X-axis ball screw 14 that is substantially parallel to the X-axis guide rail 10 is screwed into the nut portion. ing.
Ｘ軸ボールネジ１４の一端部には、Ｘ軸パルスモータ１６が連結されている。Ｘ軸パルスモータ１６でＸ軸ボールネジ１４を回転させることにより、Ｘ軸移動テーブル１２はＸ軸ガイドレール１０に沿ってＸ軸方向に移動する。Ｘ軸ガイドレール１０に隣接する位置には、Ｘ軸方向においてＸ軸移動テーブル１２の位置を検出するためのＸ軸スケール１８が設置されている。 An X-axis pulse motor 16 is connected to one end of the X-axis ball screw 14. By rotating the X-axis ball screw 14 by the X-axis pulse motor 16, the X-axis moving table 12 moves in the X-axis direction along the X-axis guide rail 10. An X-axis scale 18 for detecting the position of the X-axis moving table 12 in the X-axis direction is installed at a position adjacent to the X-axis guide rail 10.
Ｘ軸移動テーブル１２の表面（上面）には、Ｙ軸方向に概ね平行な一対のＹ軸ガイドレール２０が固定されている。Ｙ軸ガイドレール２０には、Ｙ軸移動テーブル２２がスライド可能に取り付けられている。Ｙ軸移動テーブル２２の裏面側（下面側）には、ナット部（不図示）が設けられており、このナット部には、Ｙ軸ガイドレール２０に概ね平行なＹ軸ボールネジ２４が螺合されている。 A pair of Y-axis guide rails 20 that are substantially parallel to the Y-axis direction are fixed to the surface (upper surface) of the X-axis moving table 12. A Y-axis moving table 22 is slidably attached to the Y-axis guide rail 20. A nut portion (not shown) is provided on the rear surface side (lower surface side) of the Y-axis moving table 22, and a Y-axis ball screw 24 substantially parallel to the Y-axis guide rail 20 is screwed into the nut portion. ing.
Ｙ軸ボールネジ２４の一端部には、Ｙ軸パルスモータ２６が連結されている。Ｙ軸パルスモータ２６でＹ軸ボールネジ２４を回転させることにより、Ｙ軸移動テーブル２２はＹ軸ガイドレール２０に沿ってＹ軸方向に移動する。Ｙ軸ガイドレール２０に隣接する位置には、Ｙ軸方向においてＹ軸移動テーブル２２の位置を検出するためのＹ軸スケール２８が設置されている。 A Y-axis pulse motor 26 is connected to one end of the Y-axis ball screw 24. By rotating the Y-axis ball screw 24 by the Y-axis pulse motor 26, the Y-axis moving table 22 moves in the Y-axis direction along the Y-axis guide rail 20. A Y-axis scale 28 for detecting the position of the Y-axis moving table 22 in the Y-axis direction is installed at a position adjacent to the Y-axis guide rail 20.
Ｙ軸移動テーブル２２の表面側（上面側）には、支持台３０が設けられており、この支持台３０の上部には、チャックテーブル６が配置されている。チャックテーブル６の表面（上面）は、上述した被加工物１１の裏面１１ｂ側（又は表面１１ａ側）を吸引、保持する保持面６ａになっている。保持面６ａは、例えば、酸化アルミニウム等の硬度が高い多孔質材で構成されている。ただし、保持面６ａは、ポリエチレンやエポキシ等の樹脂に代表される柔軟な材料で構成されていても良い。 A support table 30 is provided on the surface side (upper surface side) of the Y-axis moving table 22, and the chuck table 6 is disposed on the support table 30. The surface (upper surface) of the chuck table 6 is a holding surface 6a that sucks and holds the back surface 11b side (or the front surface 11a side) of the workpiece 11 described above. The holding surface 6a is made of a porous material having high hardness such as aluminum oxide, for example. However, the holding surface 6a may be made of a flexible material typified by a resin such as polyethylene or epoxy.
この保持面６ａは、チャックテーブル６の内部に形成された吸引路６ｂ（図３（Ａ）等参照）やバルブ３２（図３（Ａ）等参照）等を介して吸引源３４（図３（Ａ）等参照）に接続されている。チャックテーブル６の下方には、回転駆動源（不図示）が設けられており、チャックテーブル６は、この回転駆動源によってＺ軸方向に概ね平行な回転軸の周りに回転する。 The holding surface 6a is connected to a suction source 34 (see FIG. 3 (A)) through a suction path 6b (see FIG. 3 (A), etc.) formed in the chuck table 6 and a valve 32 (see FIG. 3 (A), etc.). A) etc.). A rotation drive source (not shown) is provided below the chuck table 6, and the chuck table 6 is rotated around a rotation axis substantially parallel to the Z-axis direction by the rotation drive source.
水平移動機構８の後方には、柱状の支持構造３６が設けられている。支持構造３６の上部には、Ｙ軸方向に伸びる支持アーム３８が固定されており、この支持アーム３８の先端部には、被加工物１１に対して透過性を有する波長（吸収され難い波長）のレーザビーム１７（図３（Ｂ）参照）をパルス発振して、チャックテーブル６上の被加工物１１に照射するレーザ照射ユニット４０が設けられている。 A columnar support structure 36 is provided behind the horizontal movement mechanism 8. A support arm 38 extending in the Y-axis direction is fixed to the upper portion of the support structure 36, and a wavelength that is transmissive to the workpiece 11 (a wavelength that is difficult to be absorbed) is attached to the tip of the support arm 38. A laser irradiation unit 40 for irradiating the workpiece 11 on the chuck table 6 by pulsing the laser beam 17 (see FIG. 3B) is provided.
レーザ照射ユニット４０に隣接する位置には、被加工物１１の表面１１ａ側又は裏面１１ｂ側を撮像するカメラ４２が設けられている。カメラ４２で被加工物１１等を撮像して形成された画像は、例えば、被加工物１１とレーザ照射ユニット４０との位置等を調整する際に使用される。 At a position adjacent to the laser irradiation unit 40, a camera 42 that images the front surface 11a side or the back surface 11b side of the workpiece 11 is provided. An image formed by imaging the workpiece 11 or the like with the camera 42 is used, for example, when adjusting the position or the like of the workpiece 11 and the laser irradiation unit 40.
チャックテーブル６、水平移動機構８、レーザ照射ユニット４０、カメラ４２等の構成要素は、制御ユニット（不図示）に接続されている。制御ユニットは、被加工物１１が適切に加工されるように各構成要素を制御する。 Components such as the chuck table 6, the horizontal movement mechanism 8, the laser irradiation unit 40, and the camera 42 are connected to a control unit (not shown). The control unit controls each component so that the workpiece 11 is processed appropriately.
図３（Ａ）は、保持ステップについて説明するための断面図である。なお、図３（Ａ）では、一部の構成要素を機能ブロックで示している。保持ステップでは、図３（Ａ）に示すように、例えば、被加工物１１の裏面１１ｂをチャックテーブル６の保持面６ａに接触させる。そして、バルブ３２を開いて吸引源３４の負圧を保持面６ａに作用させる。 FIG. 3A is a cross-sectional view for explaining the holding step. Note that in FIG. 3A, some components are illustrated as functional blocks. In the holding step, for example, the back surface 11 b of the workpiece 11 is brought into contact with the holding surface 6 a of the chuck table 6 as shown in FIG. And the valve | bulb 32 is opened and the negative pressure of the suction source 34 is made to act on the holding surface 6a.
これにより、被加工物１１は、表面１１ａ側が上方に露出した状態で保持テーブル６に吸引、保持される。なお、本実施形態では、図３（Ａ）に示すように、被加工物１１の裏面１１ｂ側をチャックテーブル６で直に保持する。つまり、本実施形態では、被加工物１１に対してエキスパンドシートを貼る必要がない。 Thus, the workpiece 11 is sucked and held by the holding table 6 with the surface 11a side exposed upward. In the present embodiment, as shown in FIG. 3A, the back surface 11 b side of the workpiece 11 is held directly by the chuck table 6. That is, in this embodiment, there is no need to stick an expanded sheet to the workpiece 11.
保持ステップの後には、被加工物１１に対して透過性を有する波長のレーザビーム１７を照射し、分割予定ライン１３に沿う改質層を形成するレーザ加工ステップを行う。図３（Ｂ）は、レーザ加工ステップについて説明するための断面図であり、図４（Ａ）は、レーザ加工ステップの後の被加工物１１の状態を模式的に示す平面図であり、図４（Ｂ）は、レーザ加工ステップの後の被加工物１１の状態を模式的に示す断面図である。なお、図３（Ｂ）では、一部の構成要素を機能ブロックで示している。 After the holding step, a laser processing step of irradiating the workpiece 11 with a laser beam 17 having a wavelength having transparency and forming a modified layer along the planned dividing line 13 is performed. FIG. 3B is a cross-sectional view for explaining the laser processing step, and FIG. 4A is a plan view schematically showing the state of the workpiece 11 after the laser processing step. 4 (B) is a cross-sectional view schematically showing the state of the workpiece 11 after the laser processing step. Note that in FIG. 3B, some components are illustrated as functional blocks.
レーザ加工ステップでは、まず、チャックテーブル６を回転させて、例えば、対象となる分割予定ライン１３の延びる方向をＸ軸方向に対して平行にする。次に、チャックテーブル６を移動させて、対象となる分割予定ライン１３の延長線上にレーザ照射ユニット４０の位置を合わせる。そして、図３（Ｂ）に示すように、Ｘ軸方向（すなわち、対象の分割予定ライン１３の延びる方向）にチャックテーブル６を移動させる。 In the laser processing step, first, the chuck table 6 is rotated so that, for example, the direction in which the target division line 13 extends is parallel to the X-axis direction. Next, the chuck table 6 is moved, and the position of the laser irradiation unit 40 is aligned with the extension line of the target division planned line 13. Then, as shown in FIG. 3B, the chuck table 6 is moved in the X-axis direction (that is, the direction in which the target division line 13 extends).
その後、対象となる分割予定ライン１３上の２箇所に存在するチップ領域１１ｃと外周余剰領域１１ｄとの境界の一方の直上にレーザ照射ユニット４０が到達したタイミングで、このレーザ照射ユニット４０からレーザビーム１７の照射を開始する。本実施形態では、図３（Ｂ）に示すように、被加工物１１の上方に配置されたレーザ照射ユニット４０から、被加工物１１の表面１１ａに向けてレーザビーム１７が照射される。 Thereafter, at the timing when the laser irradiation unit 40 reaches just above one of the boundaries between the chip area 11c and the outer peripheral surplus area 11d existing at two places on the target division line 13, the laser beam is emitted from the laser irradiation unit 40. 17 irradiation is started. In the present embodiment, as shown in FIG. 3B, the laser beam 17 is irradiated from the laser irradiation unit 40 disposed above the workpiece 11 toward the surface 11 a of the workpiece 11.
このレーザビーム１７の照射は、レーザ照射ユニット４０が、対象となる分割予定ライン１３上の２箇所に存在するチップ領域１１ｃと外周余剰領域１１ｄとの境界の他方の直上に到達するまで続けられる。つまり、ここでは、対象の分割予定ライン１３に沿ってチップ領域１１ｃ内にのみレーザビーム１７を照射する。 The irradiation with the laser beam 17 is continued until the laser irradiation unit 40 reaches directly above the other boundary between the tip region 11c and the outer peripheral surplus region 11d existing at two locations on the target division line 13. That is, here, the laser beam 17 is irradiated only within the chip region 11 c along the target division line 13.
また、このレーザビーム１７は、被加工物１１の内部の表面１１ａ（又は裏面１１ｂ）から所定の深さの位置に集光点を位置付けるように照射される。このように、被加工物１１に対して透過性を有する波長のレーザビーム１７を、被加工物１１の内部に集光させることで、集光点及びその近傍で被加工物１１の一部を多光子吸収により改質し、分割の起点となる改質層（改質領域）１９を形成できる。本実施形態では、対象の分割予定ライン１３に沿ってチップ領域１１ｃ内にのみレーザビーム１７を照射するので、対象の分割予定ライン１３に沿ってチップ領域１１ｃ内にのみ改質層１９が形成される。 Further, the laser beam 17 is irradiated from the front surface 11a (or the back surface 11b) inside the workpiece 11 so as to position the focal point at a predetermined depth. In this way, by condensing the laser beam 17 having a wavelength that is transmissive to the workpiece 11 inside the workpiece 11, a part of the workpiece 11 is focused at and near the focal point. A modified layer (modified region) 19 that is modified by multiphoton absorption and serves as a starting point of division can be formed. In the present embodiment, since the laser beam 17 is irradiated only in the chip region 11c along the target division line 13, the modified layer 19 is formed only in the chip region 11c along the target division line 13. The
対象の分割予定ライン１３に沿って所定の深さの位置に改質層１９を形成した後には、同様の手順で、対象の分割予定ライン１３に沿って別の深さの位置に改質層１９を形成する。具体的には、例えば、図４（Ｂ）に示すように、被加工物１１の表面１１ａ（又は裏面１１ｂ）からの深さが異なる３つの位置に改質層１９（第１改質層１９ａ、第２改質層１９ｂ、第３改質層１９ｃ）を形成する。 After the modified layer 19 is formed at a predetermined depth along the target division line 13, the modified layer is formed at another depth along the target division line 13 in the same procedure. 19 is formed. Specifically, for example, as shown in FIG. 4B, the modified layer 19 (first modified layer 19a) is formed at three positions having different depths from the front surface 11a (or the back surface 11b) of the workpiece 11. , A second modified layer 19b and a third modified layer 19c) are formed.
ただし、１つの分割予定ライン１３に沿って形成される改質層１９の数や位置に特段の制限はない。例えば、１つの分割予定ライン１３に沿って形成される改質層１９の数を１つにしても良い。また、改質層１９は、表面１１ａ（又は裏面１１ｂ）にクラックが到達する条件で形成されることが望ましい。もちろん、表面１１ａ及び裏面１１ｂの両方にクラックが到達する条件で改質層１９を形成しても良い。これにより、被加工物１１をより適切に分割できるようになる。 However, there is no particular limitation on the number and position of the modified layers 19 formed along one division line 13. For example, the number of modified layers 19 formed along one division line 13 may be one. In addition, the modified layer 19 is desirably formed under the condition that the crack reaches the front surface 11a (or the back surface 11b). Of course, the modified layer 19 may be formed under the condition that the crack reaches both the front surface 11a and the back surface 11b. Thereby, the workpiece 11 can be more appropriately divided.
被加工物１１がシリコンウェーハの場合には、例えば、次のような条件で改質層１９が形成される。
被加工物：シリコンウェーハ
レーザビームの波長：１３４０ｎｍ
レーザビームの繰り返し周波数：９０ｋＨｚ
レーザビームの出力：０．１Ｗ〜２Ｗ
チャックテーブルの移動速度（加工送り速度）：１８０ｍｍ／ｓ〜１０００ｍｍ／ｓ、代表的には、５００ｍｍ／ｓ
When the workpiece 11 is a silicon wafer, for example, the modified layer 19 is formed under the following conditions.
Workpiece: Silicon wafer Laser beam wavelength: 1340nm
Laser beam repetition frequency: 90 kHz
Laser beam output: 0.1 W to 2 W
Chuck table moving speed (working feed speed): 180 mm / s to 1000 mm / s, typically 500 mm / s
被加工物１１がヒ化ガリウム基板やリン化インジウム基板の場合には、例えば、次のような条件で改質層１９が形成される。
被加工物：ヒ化ガリウム基板、リン化インジウム基板
レーザビームの波長：１０６４ｎｍ
レーザビームの繰り返し周波数：２０ｋＨｚ
レーザビームの出力：０．１Ｗ〜２Ｗ
チャックテーブルの移動速度（加工送り速度）：１００ｍｍ／ｓ〜４００ｍｍ／ｓ、代表的には、２００ｍｍ／ｓ
When the workpiece 11 is a gallium arsenide substrate or an indium phosphide substrate, for example, the modified layer 19 is formed under the following conditions.
Workpiece: gallium arsenide substrate, indium phosphide substrate Laser beam wavelength: 1064 nm
Laser beam repetition frequency: 20 kHz
Laser beam output: 0.1 W to 2 W
Chuck table moving speed (machining feed speed): 100 mm / s to 400 mm / s, typically 200 mm / s
被加工物１１がサファイア基板の場合には、例えば、次のような条件で改質層１９が形成される。
被加工物：サファイア基板
レーザビームの波長：１０４５ｎｍ
レーザビームの繰り返し周波数：１００ｋＨｚ
レーザビームの出力：０．１Ｗ〜２Ｗ
チャックテーブルの移動速度（加工送り速度）：４００ｍｍ／ｓ〜８００ｍｍ／ｓ、代表的には、５００ｍｍ／ｓ
When the workpiece 11 is a sapphire substrate, for example, the modified layer 19 is formed under the following conditions.
Workpiece: Sapphire substrate Laser beam wavelength: 1045 nm
Laser beam repetition frequency: 100 kHz
Laser beam output: 0.1 W to 2 W
Chuck table moving speed (working feed speed): 400 mm / s to 800 mm / s, typically 500 mm / s
被加工物１１がタンタル酸リチウムやニオブ酸リチウム等の強誘電体でなる強誘電体基板の場合には、例えば、次のような条件で改質層１９が形成される。
被加工物：タンタル酸リチウム基板、ニオブ酸リチウム基板
レーザビームの波長：５３２ｎｍ
レーザビームの繰り返し周波数：１５ｋＨｚ
レーザビームの出力：０．０２Ｗ〜０．２Ｗ
チャックテーブルの移動速度（加工送り速度）：２７０ｍｍ／ｓ〜４２０ｍｍ／ｓ、代表的には、３００ｍｍ／ｓ
When the workpiece 11 is a ferroelectric substrate made of a ferroelectric material such as lithium tantalate or lithium niobate, the modified layer 19 is formed under the following conditions, for example.
Workpiece: Lithium tantalate substrate, Lithium niobate substrate Laser beam wavelength: 532 nm
Laser beam repetition frequency: 15 kHz
Laser beam output: 0.02 W to 0.2 W
Chuck table moving speed (processing feed speed): 270 mm / s to 420 mm / s, typically 300 mm / s
被加工物１１がソーダガラスやホウケイ酸ガラス、石英ガラス等でなるガラス基板の場合には、例えば、次のような条件で改質層１９が形成される。
被加工物：ソーダガラス基板、ホウケイ酸ガラス基板、石英ガラス基板
レーザビームの波長：５３２ｎｍ
レーザビームの繰り返し周波数：５０ｋＨｚ
レーザビームの出力：０．１Ｗ〜２Ｗ
チャックテーブルの移動速度（加工送り速度）：３００ｍｍ／ｓ〜６００ｍｍ／ｓ、代表的には、４００ｍｍ／ｓ
When the workpiece 11 is a glass substrate made of soda glass, borosilicate glass, quartz glass, or the like, the modified layer 19 is formed under the following conditions, for example.
Workpiece: Soda glass substrate, borosilicate glass substrate, quartz glass substrate Laser beam wavelength: 532 nm
Laser beam repetition frequency: 50 kHz
Laser beam output: 0.1 W to 2 W
Chuck table moving speed (processing feed speed): 300 mm / s to 600 mm / s, typically 400 mm / s
被加工物１１が窒化ガリウム基板の場合には、例えば、次のような条件で改質層１９が形成される。
被加工物：窒化ガリウム基板
レーザビームの波長：５３２ｎｍ
レーザビームの繰り返し周波数：２５ｋＨｚ
レーザビームの出力：０．０２Ｗ〜０．２Ｗ
チャックテーブルの移動速度（加工送り速度）：９０ｍｍ／ｓ〜６００ｍｍ／ｓ、代表的には、１５０ｍｍ／ｓ
When the workpiece 11 is a gallium nitride substrate, for example, the modified layer 19 is formed under the following conditions.
Workpiece: Gallium nitride substrate Laser beam wavelength: 532 nm
Laser beam repetition frequency: 25 kHz
Laser beam output: 0.02 W to 0.2 W
Chuck table moving speed (processing feed speed): 90 mm / s to 600 mm / s, typically 150 mm / s
被加工物１１がシリコンカーバイド基板の場合には、例えば、次のような条件で改質層１９が形成される。
被加工物：シリコンカーバイド基板
レーザビームの波長：５３２ｎｍ
レーザビームの繰り返し周波数：２５ｋＨｚ
レーザビームの出力：０．０２Ｗ〜０．２Ｗ、代表的には、０．１Ｗ
チャックテーブルの移動速度（加工送り速度）：９０ｍｍ／ｓ〜６００ｍｍ／ｓ、代表的には、シリコンカーバイド基板の劈開方向で９０ｍｍ／ｓ、非劈開方向で４００ｍｍ／ｓ
When the workpiece 11 is a silicon carbide substrate, for example, the modified layer 19 is formed under the following conditions.
Workpiece: Silicon carbide substrate Laser beam wavelength: 532 nm
Laser beam repetition frequency: 25 kHz
Laser beam output: 0.02 W to 0.2 W, typically 0.1 W
Chuck table moving speed (processing feed speed): 90 mm / s to 600 mm / s, typically 90 mm / s in the cleavage direction of the silicon carbide substrate, 400 mm / s in the non-cleavage direction
対象の分割予定ライン１３に沿って必要な数の改質層１９を形成した後には、上述の動作を繰り返し、他の全ての分割予定ライン１３に沿って改質層１９を形成する。図４（Ａ）に示すように、全ての分割予定ライン１３に沿って改質層１９が形成されると、レーザ加工ステップは終了する。 After the necessary number of modified layers 19 are formed along the target division line 13, the above-described operation is repeated to form the modified layers 19 along all the other division lines 13. As shown in FIG. 4A, when the modified layer 19 is formed along all the division planned lines 13, the laser processing step ends.
本実施形態では、分割予定ライン１３に沿ってチップ領域１１ｃ内にのみ改質層１９を形成し、外周余剰領域１１ｄには改質層１９を形成しないので、この外周余剰領域１１ｄによって被加工物１１の強度が保たれる。これにより、搬送等の際に加わる力によって被加工物１１が個々のチップへと分割されてしまうことはない。このように、レーザ加工ステップの後の外周余剰領域１１ｄは、改質層１９が形成されたチップ領域１１を補強するための補強部として機能する。 In the present embodiment, the modified layer 19 is formed only in the chip region 11c along the planned dividing line 13, and the modified layer 19 is not formed in the outer peripheral surplus region 11d. 11 strength is maintained. Thereby, the workpiece 11 is not divided into individual chips by a force applied during conveyance or the like. Thus, the outer peripheral surplus area 11d after the laser processing step functions as a reinforcing portion for reinforcing the chip area 11 in which the modified layer 19 is formed.
また、本実施形態では、外周余剰領域１１ｄに改質層１９を形成しないので、例えば、改質層１９から伸長するクラックが表面１１ａ及び裏面１１ｂの両方に到達し、被加工物１１が完全に分割された状況でも、各チップが脱落、離散することはない。一般に、被加工物１１に改質層１９が形成されると、この改質層１９の近傍で被加工物１１は膨張する。本実施形態では、改質層１９の形成によって発生する膨張の力を、補強部として機能するリング状の外周余剰領域１１ｄで内向きに作用させることで、各チップを押さえつけ、脱落、離散を防止している。 In this embodiment, since the modified layer 19 is not formed in the outer peripheral surplus region 11d, for example, a crack extending from the modified layer 19 reaches both the front surface 11a and the back surface 11b, and the workpiece 11 is completely formed. Even in a divided situation, each chip does not drop out or become discrete. In general, when the modified layer 19 is formed on the workpiece 11, the workpiece 11 expands in the vicinity of the modified layer 19. In the present embodiment, the expansion force generated by the formation of the modified layer 19 is applied inwardly in the ring-shaped outer peripheral surplus region 11d that functions as a reinforcing portion, thereby pressing each chip and preventing dropping and discreteness. doing.
レーザ加工ステップの後には、チャックテーブル６から被加工物１１を搬出する搬出ステップを行う。具体的には、例えば、被加工物１１の表面１１ａ（又は、裏面１１ｂ）の全体を吸着、保持できる搬送ユニット（不図示）で被加工物１１の表面１１ａの全体を吸着してから、バルブ３２を開いて吸引源３４の負圧を遮断し、被加工物１１を搬出する。なお、本実施形態では、上述のように、外周余剰領域１１ｄが補強部として機能するので、搬送等の際に加わる力によって被加工物１１が個々のチップへと分割されてしまい、被加工物１１を適切に搬送できなくなることはない。 After the laser processing step, an unloading step for unloading the workpiece 11 from the chuck table 6 is performed. Specifically, for example, the entire surface 11a of the workpiece 11 is adsorbed by a transport unit (not shown) that can adsorb and hold the entire surface 11a (or the back surface 11b) of the workpiece 11, and then the valve. 32 is opened, the negative pressure of the suction source 34 is shut off, and the workpiece 11 is carried out. In the present embodiment, as described above, the outer peripheral surplus region 11d functions as a reinforcing portion. Therefore, the workpiece 11 is divided into individual chips by a force applied during conveyance or the like, and the workpiece is processed. 11 cannot be transported properly.
搬出ステップの後には、被加工物１１から補強部を除去する補強部除去ステップを行う。図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、補強部除去ステップについて説明するための断面図である。なお、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）では、一部の構成要素を機能ブロックで示している。補強部除去ステップは、例えば、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示す分割装置５２を用いて行われる。 After the unloading step, a reinforcing portion removing step for removing the reinforcing portion from the workpiece 11 is performed. FIG. 5A and FIG. 5B are cross-sectional views for explaining the reinforcing portion removing step. Note that in FIG. 5A and FIG. 5B, some components are shown as functional blocks. The reinforcing portion removing step is performed using, for example, a dividing device 52 shown in FIGS. 5 (A) and 5 (B).
分割装置５２は、被加工物１１を吸引、保持するためのチャックテーブル５４を備えている。このチャックテーブル５４の上面の一部は、被加工物１１のチップ領域１１ｃを吸引、保持する保持面５４ａになっている。保持面５４ａは、チャックテーブル５４の内部に形成された吸引路５４ｂやバルブ５６等を介して吸引源５８に接続されている。また、この保持面５４ａの下方には、ヒータ（加熱ユニット）５４ｃが配置されている。 The dividing device 52 includes a chuck table 54 for sucking and holding the workpiece 11. A part of the upper surface of the chuck table 54 serves as a holding surface 54 a that sucks and holds the chip region 11 c of the workpiece 11. The holding surface 54 a is connected to a suction source 58 through a suction path 54 b formed in the chuck table 54, a valve 56, and the like. A heater (heating unit) 54c is disposed below the holding surface 54a.
チャックテーブル５４の上面の別の一部には、被加工物１１の外周余剰領域１１ｄ（すなわち、補強部）を吸引、保持するための吸引路５４ｄの一端が開口している。吸引路５４ｄの他端側は、バルブ６０等を介して吸引源５８に接続されている。このチャックテーブル５４は、モータ等の回転駆動源（不図示）に連結されており、鉛直方向に概ね平行な回転軸の周りに回転する。 At another part of the upper surface of the chuck table 54, one end of a suction path 54d for sucking and holding the outer peripheral surplus region 11d (that is, the reinforcing portion) of the workpiece 11 is opened. The other end side of the suction path 54d is connected to a suction source 58 via a valve 60 or the like. The chuck table 54 is connected to a rotation drive source (not shown) such as a motor, and rotates around a rotation axis substantially parallel to the vertical direction.
チャックテーブル５４の上方には、切削ユニット６２が配置されている。切削ユニット６２は、保持面５４ａに対して概ね平行な回転軸となるスピンドル６４を備えている。スピンドル６４の一端側には、結合材に砥粒が分散されてなる環状の切削ブレード６６が装着されている。 A cutting unit 62 is disposed above the chuck table 54. The cutting unit 62 includes a spindle 64 serving as a rotation axis that is substantially parallel to the holding surface 54a. An annular cutting blade 66 in which abrasive grains are dispersed in a binder is attached to one end side of the spindle 64.
スピンドル６４の他端側には、モータ等の回転駆動源（不図示）が連結されており、スピンドル６４の一端側に装着された切削ブレード６６は、この回転駆動源から伝わる力によって回転する。切削ユニット６２は、例えば、昇降機構（不図示）に支持されており、切削ブレード６６は、この昇降機構によって鉛直方向に移動する。 A rotation drive source (not shown) such as a motor is connected to the other end side of the spindle 64, and the cutting blade 66 attached to one end side of the spindle 64 rotates by a force transmitted from the rotation drive source. The cutting unit 62 is supported by, for example, an elevating mechanism (not shown), and the cutting blade 66 is moved in the vertical direction by the elevating mechanism.
なお、チャックテーブル５４の上面には、被加工物１１のチップ領域１１ｃと外周余剰領域１１ｄとの境界に対応する位置に、切削ブレード６６との接触を防ぐための切削ブレード用逃げ溝（不図示）が形成されている。 Note that a cutting blade relief groove (not shown) for preventing contact with the cutting blade 66 at a position corresponding to the boundary between the tip region 11c and the outer peripheral surplus region 11d of the workpiece 11 is formed on the upper surface of the chuck table 54. ) Is formed.
補強部除去ステップでは、まず、被加工物１１の裏面１１ｂをチャックテーブル５４の保持面５４ａに接触させる。そして、バルブ５６，６０を開き、吸引源５８の負圧を保持面５４ａ等に作用させる。これにより、被加工物１１は、表面１１ａ側が上方に露出した状態でチャックテーブル５４に吸引、保持される。なお、本実施形態では、図５（Ａ）に示すように、被加工物１１の裏面１１ｂ側をチャックテーブル５４で直に保持する。つまり、ここでも、被加工物１１に対してエキスパンドシートを貼る必要がない。 In the reinforcing portion removing step, first, the back surface 11 b of the workpiece 11 is brought into contact with the holding surface 54 a of the chuck table 54. Then, the valves 56 and 60 are opened, and the negative pressure of the suction source 58 is applied to the holding surface 54a and the like. Thereby, the workpiece 11 is sucked and held by the chuck table 54 with the surface 11a side exposed upward. In this embodiment, as shown in FIG. 5A, the back surface 11 b side of the workpiece 11 is held directly by the chuck table 54. That is, here again, there is no need to apply an expanded sheet to the workpiece 11.
次に、切削ブレード６６を回転させて、被加工物１１のチップ領域１１ｃと外周余剰領域１１ｄとの境界に切り込ませる。併せて、図５（Ａ）に示すように、チャックテーブル５４を、鉛直方向に概ね平行な回転軸の周りに回転させる。これにより、チップ領域１１ｃと外周余剰領域１１ｄとの境界に沿って被加工物１１を切断できる。 Next, the cutting blade 66 is rotated and cut into the boundary between the tip region 11 c and the outer peripheral surplus region 11 d of the workpiece 11. At the same time, as shown in FIG. 5A, the chuck table 54 is rotated around a rotation axis substantially parallel to the vertical direction. Thereby, the workpiece 11 can be cut along the boundary between the tip region 11c and the outer peripheral surplus region 11d.
その後、バルブ６０を閉じて、被加工物１１の外周余剰領域１１ｄに対する吸引源５８の負圧を遮断する。そして、図５（Ｂ）に示すように、チャックテーブル５４から外周余剰領域１１ｄを除去する。これにより、チャックテーブル５４上には、被加工物１１のチップ領域１１ｃのみが残る。 Thereafter, the valve 60 is closed, and the negative pressure of the suction source 58 on the outer peripheral surplus region 11d of the workpiece 11 is shut off. Then, as shown in FIG. 5B, the outer peripheral surplus region 11d is removed from the chuck table 54. As a result, only the chip region 11 c of the workpiece 11 remains on the chuck table 54.
補強部除去ステップの後には、被加工物１１を個々のチップへと分割する分割ステップを行う。具体的には、加熱及び冷却により応力を生じさせて被加工物１１を分割する。図６は、分割ステップについて説明するための断面図である。なお、図６では、一部の構成要素を機能ブロックで示している。 After the reinforcing portion removing step, a dividing step for dividing the workpiece 11 into individual chips is performed. Specifically, the workpiece 11 is divided by generating stress by heating and cooling. FIG. 6 is a cross-sectional view for explaining the dividing step. In FIG. 6, some components are shown as functional blocks.
分割ステップは、引き続き分割装置５２を用いて行われる。図６に示すように、分割装置５２は、チャックテーブル５４の上方に配置されたノズル（冷却ユニット）６８を更に備えている。本実施形態の分割ステップでは、チャックテーブル５４に設けられたヒータ５４ｃで被加工物１１を加熱した後に、このノズル６８から冷却用の流体２１を供給して被加工物１１を冷却することで、被加工物１１の分割に必要な応力を生じさせる。 The dividing step is continued using the dividing device 52. As shown in FIG. 6, the dividing device 52 further includes a nozzle (cooling unit) 68 disposed above the chuck table 54. In the dividing step of the present embodiment, after the workpiece 11 is heated by the heater 54c provided on the chuck table 54, the cooling fluid 21 is supplied from the nozzle 68 to cool the workpiece 11. Stress necessary for dividing the workpiece 11 is generated.
冷却用の流体２１としては、例えば、水等の液体や、エア等の気体を用いることができる。流体２１として液体を用いる場合には、この液体を凍結しない程度に低い温度（例えば、凝固点より０．１℃〜１０℃ほど高い温度）まで冷却しておいても良い。ただし、流体２１の種類や流量、温度等に特段の制限はない。例えば、気化することによって更に熱を奪うことのできる液体窒素等の低温の液体を用いても良い。 As the cooling fluid 21, for example, a liquid such as water or a gas such as air can be used. When a liquid is used as the fluid 21, the liquid may be cooled to a temperature that is low enough not to freeze (for example, a temperature that is about 0.1 ° C. to 10 ° C. higher than the freezing point). However, there are no particular restrictions on the type, flow rate, temperature, etc. of the fluid 21. For example, a low-temperature liquid such as liquid nitrogen that can further remove heat by vaporization may be used.
ヒータ５４ｃを作動させて被加工物１１を加熱した後に、ノズル６８から冷却用の流体２１を供給して被加工物１１を冷却すると、被加工物１１の内部に発生する応力によって改質層１９からクラック２３が伸長する。これにより、被加工物１１は分割予定ライン１３に沿って複数のチップ２５へと分割される。 When the workpiece 11 is heated by operating the heater 54 c and then the cooling fluid 21 is supplied from the nozzle 68 to cool the workpiece 11, the modified layer 19 is caused by the stress generated in the workpiece 11. Cracks 23 extend. Thereby, the workpiece 11 is divided into a plurality of chips 25 along the scheduled division line 13.
加熱及び冷却の条件（温度、時間等）は、被加工物１１の種類等に応じて設定される。また、ヒータ５４ｃによる被加工物１１の加熱と、ノズル６８から供給される液体２１による被加工物１１の冷却とは、被加工物１１が適切に分割されるまで繰り返されることが望ましい。 The heating and cooling conditions (temperature, time, etc.) are set according to the type of workpiece 11 and the like. Further, it is desirable that the heating of the workpiece 11 by the heater 54 c and the cooling of the workpiece 11 by the liquid 21 supplied from the nozzle 68 are repeated until the workpiece 11 is appropriately divided.
このように、本実施形態では、加熱及び冷却によって必要な力を付与することで、被加工物１１を個々のチップ２５へと分割できる。なお、本実施形態では、被加工物１１を加熱した後に冷却しているが、被加工物１１を冷却した後に加熱しても良い。加熱及び冷却の方法にも、特段の制限はない。 Thus, in this embodiment, the workpiece 11 can be divided into individual chips 25 by applying a necessary force by heating and cooling. In the present embodiment, the workpiece 11 is cooled after being heated, but may be heated after the workpiece 11 is cooled. There are no particular restrictions on the heating and cooling methods.
以上のように、本実施形態に係るチップの製造方法では、被加工物（ワーク）１１をチャックテーブル（保持テーブル）６で直に保持した状態で、被加工物１１のチップ領域１１ｃにのみレーザビーム１７を照射して分割予定ライン１３に沿う改質層１９を形成し、その後、加熱と冷却とにより力を付与して被加工物１１を個々のチップ２５へと分割するので、被加工物１１に力を加えて個々のチップ２５へと分割するためにエキスパンドシートを用いる必要がない。このように、本実施形態に係るチップの製造方法によれば、エキスパンドシートを用いることなく板状の被加工物１１である窒化ガリウム基板を分割して複数のチップ２５を製造できる。 As described above, in the chip manufacturing method according to the present embodiment, the laser beam is applied only to the chip region 11 c of the workpiece 11 while the workpiece (workpiece) 11 is directly held by the chuck table (holding table) 6. The modified layer 19 is formed along the line to be divided 13 by irradiating the beam 17, and then the workpiece 11 is divided into individual chips 25 by applying a force by heating and cooling. It is not necessary to use an expand sheet to apply a force to 11 and divide it into individual chips 25. Thus, according to the chip manufacturing method of the present embodiment, a plurality of chips 25 can be manufactured by dividing the gallium nitride substrate, which is the plate-like workpiece 11, without using an expanded sheet.
また、本実施形態に係るチップの製造方法では、被加工物１１のチップ領域１１ｃにのみレーザビーム１７を照射して分割予定ライン１３に沿う改質層１９を形成するとともに、外周余剰領域１１ｄを改質層１９が形成されていない補強部とするので、この補強部によってチップ領域１１ｃは補強される。よって、搬送等の際に加わる力によって被加工物１１が個々のチップ２５へと分割されてしまい、被加工物１１を適切に搬送できなくなることもない。 Further, in the chip manufacturing method according to the present embodiment, only the chip region 11 c of the workpiece 11 is irradiated with the laser beam 17 to form the modified layer 19 along the scheduled division line 13, and the outer peripheral surplus region 11 d is formed. Since the reinforcing portion is not formed with the modified layer 19, the chip region 11c is reinforced by the reinforcing portion. Therefore, the workpiece 11 is not divided into the individual chips 25 due to the force applied during conveyance, and the workpiece 11 cannot be conveyed properly.
なお、本発明は、上記実施形態等の記載に制限されず種々変更して実施可能である。例えば、上記実施形態の保持ステップでは、被加工物１１の裏面１１ｂ側をチャックテーブル６で直に保持して、表面１１ａ側からレーザビーム１７を照射しているが、被加工物１１の表面１１ａ側をチャックテーブル６で直に保持して、裏面１１ｂ側からレーザビーム１７を照射しても良い。 In addition, this invention is not restrict | limited to description of the said embodiment etc., A various change can be implemented. For example, in the holding step of the above embodiment, the back surface 11b side of the workpiece 11 is directly held by the chuck table 6 and the laser beam 17 is irradiated from the front surface 11a side. The side may be held directly by the chuck table 6 and the laser beam 17 may be irradiated from the back surface 11b side.
図７は、変形例に係る保持ステップについて説明するための断面図である。この変形例に係る保持ステップでは、図７に示すように、例えば、ポリエチレンやエポキシ等の樹脂に代表される柔軟な材料でなる多孔質状のシート（ポーラスシート）４４によって上面が構成されたチャックテーブル（保持テーブル）６を用いると良い。 FIG. 7 is a cross-sectional view for explaining a holding step according to a modification. In the holding step according to this modified example, as shown in FIG. 7, for example, a chuck whose upper surface is constituted by a porous sheet (porous sheet) 44 made of a flexible material typified by a resin such as polyethylene or epoxy. A table (holding table) 6 may be used.
このチャックテーブル６では、シート４４の上面４４ａで被加工物１１の表面１１ａ側を吸引、保持することになる。これにより、表面１１ａ側に形成されているデバイス等の破損を防止できる。このシート４４はチャックテーブル６の一部であり、チャックテーブル６の本体等とともに繰り返し使用される。 In the chuck table 6, the upper surface 44 a of the sheet 44 sucks and holds the surface 11 a side of the workpiece 11. Thereby, damage of the device etc. currently formed in the surface 11a side can be prevented. The sheet 44 is a part of the chuck table 6 and is repeatedly used together with the main body of the chuck table 6 and the like.
ただし、チャックテーブル６の上面は、上述した多孔質状のシート４４によって構成されている必要はなく、少なくとも、被加工物１１の表面１１ａ側に形成されているデバイス等を傷つけない程度に柔軟な材料で構成されていれば良い。また、シート４４は、チャックテーブル６の本体に対して着脱できるように構成され、破損した場合等に交換できることが望ましい。 However, the upper surface of the chuck table 6 does not need to be configured by the porous sheet 44 described above, and is flexible enough to at least not damage a device or the like formed on the surface 11a side of the workpiece 11. What is necessary is just to be comprised with the material. Further, it is desirable that the sheet 44 is configured to be detachable from the main body of the chuck table 6 and can be replaced when it is damaged.
また、上記実施形態では、搬出ステップの後、分割ステップの前に、補強部除去ステップを行っているが、例えば、レーザ加工ステップの後、搬出ステップの前に、補強部除去ステップを行っても良い。なお、搬出ステップの後、分割ステップの前に、補強部除去ステップを行う場合には、補強部除去ステップの後に被加工物１１を搬送する必要がないので、被加工物１１を適切に搬送できなくなる等の不具合を回避し易い。 In the above embodiment, the reinforcing portion removing step is performed after the unloading step and before the dividing step. For example, the reinforcing portion removing step may be performed after the laser processing step and before the unloading step. good. In addition, when performing a reinforcement part removal step after a carrying-out step and before a division | segmentation step, since it is not necessary to convey the workpiece 11 after a reinforcement part removal step, the workpiece 11 can be conveyed appropriately. It is easy to avoid problems such as disappearance.
また、補強部除去ステップを省略することもできる。この場合には、例えば、補強部の幅が被加工物１１の外周縁から２ｍｍ〜３ｍｍ程度になるように、レーザ加工ステップで改質層１９を形成する範囲を調整すると良い。また、例えば、分割ステップでチップ領域１１ｃを分割する前に、補強部に分割の起点となる溝を形成しても良い。図８（Ａ）は、変形例に係る分割ステップについて説明するための断面図であり、図８（Ｂ）は、変形例に係る分割ステップでチップ領域１１ｃを分割する前の被加工物１１の状態を模式的に示す平面図である。 Further, the reinforcing portion removing step can be omitted. In this case, for example, the range in which the modified layer 19 is formed in the laser processing step may be adjusted so that the width of the reinforcing portion is about 2 mm to 3 mm from the outer peripheral edge of the workpiece 11. Further, for example, before dividing the chip region 11c in the dividing step, a groove serving as a starting point of the division may be formed in the reinforcing portion. FIG. 8A is a cross-sectional view for explaining the dividing step according to the modified example, and FIG. 8B is a cross-sectional view of the workpiece 11 before dividing the chip region 11c in the dividing step according to the modified example. It is a top view which shows a state typically.
変形例に係る分割ステップでは、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）に示すように、外周余剰領域１１ｄ（すなわち、補強部）に切削ブレード６６を切り込ませて、分割の起点となる溝１１ｅを形成する。この溝１１ｅは、例えば、分割予定ライン１３に沿って形成されることが望ましい。このような溝１１ｅを形成することで、加熱と冷却とによって発生する力で被加工物１１を外周余剰領域１１ｄごと分割できるようになる。なお、変形例に係る分割ステップでは、チャックテーブル５４の吸引路５４ｄやバルブ６０等を省略できる。 In the dividing step according to the modified example, as shown in FIGS. 8A and 8B, the cutting blade 66 is cut into the outer peripheral surplus region 11d (that is, the reinforcing portion), and the groove serving as the starting point of the division is obtained. 11e is formed. The groove 11e is desirably formed along the planned division line 13, for example. By forming such a groove 11e, the workpiece 11 can be divided along with the outer peripheral surplus region 11d by a force generated by heating and cooling. In the dividing step according to the modification, the suction path 54d of the chuck table 54, the valve 60, and the like can be omitted.
その他、上記実施形態及び変形例に係る構造、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。 In addition, the structures, methods, and the like according to the above-described embodiments and modifications can be appropriately changed and implemented without departing from the scope of the object of the present invention.
１１ 被加工物（ワーク）
１１ａ 表面
１１ｂ 裏面
１１ｃ チップ領域
１１ｄ 外周余剰領域
１３ 分割予定ライン（ストリート）
１５ 領域
１７ レーザビーム
１９ 改質層（改質領域）
１９ａ 第１改質層
１９ｂ 第２改質層
１９ｃ 第３改質層
２１ 流体
２３ クラック
２５ チップ
２ レーザ加工装置
４ 基台
６ チャックテーブル（保持テーブル）
６ａ 保持面
６ｂ 吸引路
８ 水平移動機構
１０ Ｘ軸ガイドレール
１２ Ｘ軸移動テーブル
１４ Ｘ軸ボールネジ
１６ Ｘ軸パルスモータ
１８ Ｘ軸スケール
２０ Ｙ軸ガイドレール
２２ Ｙ軸移動テーブル
２４ Ｙ軸ボールネジ
２６ Ｙ軸パルスモータ
２８ Ｙ軸スケール
３０ 支持台
３２ バルブ
３４ 吸引源
３６ 支持構造
３８ 支持アーム
４０ レーザ照射ユニット
４２ カメラ
４４ シート（ポーラスシート）
４４ａ 上面
５２ 分割装置
５４ チャックテーブル（保持テーブル）
５４ａ 保持面
５４ｂ 吸引路
５４ｃ ヒータ
５４ｄ 吸引路
５６ バルブ
５８ 吸引源
６０ バルブ
６２ 切削ユニット
６４ スピンドル
６６ 切削ブレード
６８ ノズル（冷却ユニット）
11 Workpiece (work)
11a Front surface 11b Back surface 11c Chip region 11d Peripheral surplus region 13 Scheduled line (street)
15 region 17 laser beam 19 modified layer (modified region)
19a First modified layer 19b Second modified layer 19c Third modified layer 21 Fluid 23 Crack 25 Chip 2 Laser processing device 4 Base 6 Chuck table (holding table)
6a Holding surface 6b Suction path 8 Horizontal movement mechanism 10 X-axis guide rail 12 X-axis movement table 14 X-axis ball screw 16 X-axis pulse motor 18 X-axis scale 20 Y-axis guide rail 22 Y-axis movement table 24 Y-axis ball screw 26 Y-axis Pulse motor 28 Y-axis scale 30 Support base 32 Valve 34 Suction source 36 Support structure 38 Support arm 40 Laser irradiation unit 42 Camera 44 Sheet (porous sheet)
44a Upper surface 52 Dividing device 54 Chuck table (holding table)
54a Holding surface 54b Suction path 54c Heater 54d Suction path 56 Valve 58 Suction source 60 Valve 62 Cutting unit 64 Spindle 66 Cutting blade 68 Nozzle (cooling unit)
Claims (3)
窒化ガリウム基板を保持テーブルで直に保持する保持ステップと、
該保持ステップを実施した後に、窒化ガリウム基板に対して透過性を有する波長のレーザビームの集光点を該保持テーブルに保持された窒化ガリウム基板の内部に位置づけるように該分割予定ラインに沿って窒化ガリウム基板の該チップ領域にのみ該レーザビームを照射し、該チップ領域の該分割予定ラインに沿って改質層を形成するとともに、該外周余剰領域を改質層が形成されていない補強部とするレーザ加工ステップと、
該レーザ加工ステップを実施した後に、該保持テーブルから窒化ガリウム基板を搬出する搬出ステップと、
該搬出ステップを実施した後に、窒化ガリウム基板に力を付与して窒化ガリウム基板を個々の該チップへと分割する分割ステップと、を備え、
該分割ステップでは、加熱と冷却とにより該力を付与して窒化ガリウム基板を個々の該チップへと分割することを特徴とするチップの製造方法。 A chip manufacturing method for manufacturing a plurality of chips from a gallium nitride substrate having a chip region partitioned into a plurality of regions to be chips by a plurality of intersecting division lines and an outer peripheral surplus region surrounding the chip region. There,
A holding step for holding the gallium nitride substrate directly on the holding table;
After carrying out the holding step, the laser beam having a wavelength that is transmissive to the gallium nitride substrate is positioned along the planned dividing line so that the condensing point of the laser beam is positioned inside the gallium nitride substrate held by the holding table. Reinforcing part in which the laser beam is irradiated only to the chip region of the gallium nitride substrate, a modified layer is formed along the planned dividing line of the chip region, and the outer peripheral surplus region is not formed with the modified layer A laser processing step, and
An unloading step of unloading the gallium nitride substrate from the holding table after performing the laser processing step;
Dividing the gallium nitride substrate into individual chips by applying a force to the gallium nitride substrate after performing the unloading step; and
In the division step, the force is applied by heating and cooling to divide the gallium nitride substrate into the individual chips.
該保持ステップでは、該柔軟な材料で窒化ガリウム基板の表面側を保持することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のチップの製造方法。 The upper surface of the holding table is made of a flexible material,
3. The chip manufacturing method according to claim 1, wherein in the holding step, the surface side of the gallium nitride substrate is held by the flexible material.
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