JP4938261B2 - 液晶デバイスウエーハのレーザー加工方法 - Google Patents

Description

本発明は、液晶デバイスウエーハを構成するシリコン基板とガラス基板の内部に所定のストリートに沿って変質層を形成する液晶デバイスウエーハのレーザー加工方法に関する。

液晶デバイスウエーハは、シリコン基板とガラス基板が積層して形成されている。この液晶デバイスウエーハは、外面に格子状に配列されたストリートと呼ばれる切断予定ラインによって複数の矩形領域を区画し、該矩形領域の各々に液晶デバイスを形成する。このように複数の液晶デバイスが形成された液晶デバイスウエーハをストリートに沿って分割することにより、個々の液晶デバイスを形成する。このように形成された液晶デバイスは、分割面に液晶の注入口が形成され、この注入口からシリコン基板とガラス基板との間に形成された液晶室に液晶を注入することによって液晶デバイスが製造される。

上述した液晶デバイスウエーハは、液晶を注入するための注入口が形成されているために、切削装置によりストリートに沿って切断すると、切削水が注入口から液晶室内に浸入し、液晶デバイスの品質を著しく低下させる。このため、液晶デバイスウエーハのストリートに沿った分割は、ポイントスクライバー等の乾式ツールによって分割基点溝を形成し、この分割基点溝に沿って外力を付与して個々の液晶デバイスに分割している。

一方、近年半導体ウエーハ等の板状の被加工物を分割する方法として、被加工物に対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線を用い、分割すべき領域の内部に集光点を合わせてパルスレーザー光線を照射するレーザー加工方法も試みられている。このレーザー加工方法を用いた分割方法は、被加工物の一方の面側から内部に集光点を合わせて被加工物に対して透過性を有するパルスレーザー光線を照射し、被加工物の内部に所定のストリートに沿って変質層を連続的に形成し、この変質層が形成されることによって強度が低下したストリートに沿って外力を加えることにより、被加工物を分割するものである。（例えば、特許文献１参照。）
特許第３４０８８０５号公報

而して、ポイントスクライバー等による分割起点溝は液晶デバイスウエーハを構成するシリコン基板とガラス基板のそれぞれ外面に形成する必要があり、その都度液晶デバイスウエーハを反転しなければならないので、生産性が悪いという問題がある。また、シリコン基板とガラス基板の外面に形成される分割起点溝は僅かな深さであるため、分割起点溝に沿って外力を付与しても分割基点溝に沿って確実に分割されない場合があり、歩留まりが悪いという問題もある。

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、上述したレーザー加工方法を応用して液晶デバイスウエーハを構成するシリコン基板とガラス基板の内部に所定のストリートに沿って効率よく変質層を形成することができる液晶デバイスウエーハのレーザー加工方法を提供することである。

上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、シリコン基板とガラス基板が積層して形成され表面に格子状に配列されたストリートによって区画された矩形領域の各々に、該シリコン基板と該ガラス基板との間に液晶室が形成されているとともに該液晶室と連通する液晶注入口が設けられており、該シリコン基板には該液晶室に隣接して複数の駆動用電極が配設されている液晶デバイスウエーハのレーザー加工方法であって、
シリコン基板に対して透過性を有するとともにシリコン基板の内部に変質層を形成することができる波長のレーザー光線を、ガラス基板側からシリコン基板の内部に集光点を位置付けてストリートに沿って照射することにより、シリコン基板の内部にストリートに沿って変質層を形成する第１の変質層形成工程と、
ガラス基板に対して透過性を有するとともにガラス基板の内部に変質層を形成することができる波長のレーザー光線を、ガラス基板の内部に集光点を位置付けてストリートに沿って照射することにより、ガラス基板の内部にストリートに沿って変質層を形成する第２の変質層形成工程と、を含み、
該ガラス基板の内面には透明導電膜が形成されており、
該第２の変質層形成工程は、該透明導電膜における該液晶注入口が形成されている領域をレーザー加工しないようにレーザー光線を照射する、
ことを特徴とする液晶デバイスウエーハのレーザー加工方法が提供される。

上記第２の変質層形成工程は、液晶注入口が形成されている位置においてレーザー光線の照射を停止する。また、第２の変質層形成工程は、ガラス基板の厚さ方向に複数の変質層を形成し、液晶注入口に近い変質層を形成する際には該液晶注入口が形成されている位置においてレーザー光線の照射を停止する。また、第２の変質層形成工程は、液晶注入口が形成されている位置においてレーザー光線の出力を低下せしめる。

上記ガラス基板の外面には上記複数の駆動用電極と対応する部分を破断するための破断ラインが形成されており、ガラス基板に対して透過性を有するとともにガラス基板の内部に変質層を形成することができる波長のレーザー光線を、ガラス基板の内部に集光点を位置付けて破断ラインに沿って照射することにより、ガラス基板の内部に破断ラインに沿って変質層を形成する第３の変質層形成工程を実施する。第３の変質層形成工程は、複数の駆動用電極を破断しないようにレーザー光線を照射する。第３の変質層形成工程は、複数の駆動用電極が配設されている位置においてレーザー光線の照射を停止する。また、第３の変質層形成工程は、ガラス基板の厚さ方向に複数の変質層を形成し、複数の駆動用電極に近い変質層を形成する際には複数の駆動用電極が配設されている位置においてレーザー光線の照射を停止する。また、第３の変質層形成工程は、複数の駆動用電極が配設されている位置においてレーザー光線の出力を低下せしめる。

本発明においては、第１の変質層形成工程および第２の変質層形成工程はガラス基板側からパルスレーザー光線を照射するので、液晶デバイスウエーハを反転することなくシリコン基板とガラス基板の内部に所定のストリートに沿って効率よく変質層を形成することができる。また、本発明においては、液晶デバイスウエーハを構成するシリコン基板とガラス基板の内部にストリートに沿って変質層を形成がされ強度が低下せしめられているので、液晶デバイスウエーハは外力を加えることによりストリートに沿って容易に且つ確実に破断することができる。

以下、本発明による液晶デバイスウエーハのレーザー加工方法の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。

図１には本発明による液晶デバイスウエーハのレーザー加工方法によって加工される液晶デバイスウエーハの斜視図が示されている。図１に示す液晶デバイスウエーハ１０は、所定の間隔（１〜３μm）をもって配設されたシリコン基板１１とガラス基板１２とからなり、ガラス基板１２の外面には格子状に配列した複数のストリート１０１が形成されている。この複数のストリート１０１によって区画された領域に液晶デバイス１３が形成されている。液晶デバイス１３は、図２および図3に示すようにシリコン基板１１とガラス基板１２との間にシール材１３１によって区画された液晶室１３２を備えている。そしてシール材１３１は、液晶室１３２と連通し液晶デバイス１３の一つの端面に開口する液晶注入口１３３を備えている。なお、ガラス基板１２の内面即ち液晶室１３２側の面には酸化インジュム・スズ等からなる透明導電膜１３４が蒸着によって形成されている。また、液晶デバイス１３を構成するシリコン基板１１の内面即ち液晶室１３２側の面には、液晶室１３２を区画するシール材１３１と隣接して複数の駆動電極１３５が形成されている。なお、ガラス基板１２の外面には、図２に示すように駆動電極１３５と対応する部分を破断するための破断ライン１０２が形成されている。

上述した液晶デバイスウエーハ１０を構成するシリコン基板１１とガラス基板１２の内部にストリート１０１に沿って変質層を形成するレーザー加工を実施するためには、図４に示すように環状のフレーム１５に装着されたポリオレフィン等の合成樹脂シートからなる保持テープ１６の表面にシリコン基板１１を貼着する。従って、液晶デバイスウエーハ１０は、ガラス基板１２が上側となる。

次に、液晶デバイスウエーハ１０を構成するシリコン基板１１およびガラス基板１２のストリート１０１に沿ってレーザー光線を照射し、シリコン基板１１およびガラス基板１２の内部に変質層を形成するレーザー加工方法について説明する。
ここで、液晶デバイスウエーハ１０を構成するシリコン基板１１とガラス基板１２にストリート１０１に沿ってレーザー光線を照射するレーザー加工装置について、図５を参照して説明する。
図５に示された分割装置１は、静止基台２と、該静止基台２に矢印Ｘで示す加工送り方向に移動可能に配設され被加工物を保持するチャックテーブル機構３と、静止基台２に上記矢印Ｘで示す加工送り方向と直角な矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動可能に配設された第１のレーザー光線照射ユニット支持機構４ａと、該第１のレーザー光線ユニット支持機構４ａに矢印Ｚで示す方向に移動可能に配設された第１のレーザー光線照射ユニット５ａと、第２のレーザー光線照射ユニット支持機構４ｂと、該第２のレーザー光線ユニット支持機構４ｂに矢印Ｚで示す方向に移動可能に配設された第２のレーザー光線照射ユニット５ｂとを具備している。

上記チャックテーブル機構３は、静止基台２上に矢印Ｘで示す加工送り方向に沿って平行に配設された一対の案内レール３１、３１と、該案内レール３１、３１上に矢印Ｘで示す方向に移動可能に配設された第一の滑動ブロック３２と、該第１の滑動ブロック３２上に矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動可能に配設された第２の滑動ブロック３３と、該第２の滑動ブロック３３上に円筒部材３４によって支持された支持テーブル３５と、被加工物保持手段としてのチャックテーブル３６を具備している。このチャックテーブル３６は多孔性材料から形成された吸着チャック３６１を具備しており、吸着チャック３６１の被加工物載置面３６１ａ上に被加工物である上記液晶デバイスウエーハ１０を図示しない吸引手段によって保持するようになっている。また、チャックテーブル３６は、円筒部材３４内に配設された図示しないパルスモータによって回転せしめられる。

上記第１の滑動ブロック３２は、その下面に上記一対の案内レール３１、３１と嵌合する一対の被案内溝３２１、３２１が設けられているとともに、その上面に矢印Ｙで示す割り出し送り方向に沿って平行に形成された一対の案内レール３２２、３２２が設けられている。このように構成された第１の滑動ブロック３２は、被案内溝３２１、３２１が一対の案内レール３１、３１に嵌合することにより、一対の案内レール３１、３１に沿って矢印Ｘで示す加工送り方向に移動可能に構成される。図示の実施形態におけるチャックテーブル機構３は、第１の滑動ブロック３２を一対の案内レール３１、３１に沿って矢印Ｘで示す加工送り方向に移動させるための加工送り手段３７を具備している。加工送り手段３７は、上記一対の案内レール３１と３１の間に平行に配設された雄ネジロッド３７１と、該雄ネジロッド３７１を回転駆動するためのパルスモータ３７２等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド３７１は、その一端が上記静止基台２に固定された軸受ブロック３７３に回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ３７２の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド３７１は、第１の滑動ブロック３２の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された貫通雌ネジ穴に螺合されている。従って、パルスモータ３７２によって雄ネジロッド３７１を正転および逆転駆動することにより、第一の滑動ブロック３２は案内レール３１、３１に沿って矢印Ｘで示す加工送り方向に移動せしめられる。

図示の実施形態におけるレーザー加工装置１は、上記チャックテーブル３６の加工送り量を検出するための加工送り量検出手段３７４を備えている。加工送り量検出手段３７４は、案内レール３１に沿って配設されたリニアスケール３７４aと、第１の滑動ブロック３２に配設され第１の滑動ブロック３２とともにリニアスケール３７４aに沿って移動する読み取りヘッド３７４bとからなっている。この送り量検出手段３７４の読み取りヘッド３７４bは、図示の実施形態においては1μm毎に１パルスのパルス信号を後述する制御手段に送る。そして後述する制御手段は、入力したパルス信号をカウントすることにより、チャックテーブル３６の加工送り量を検出する。なお、上記加工送り手段３７の駆動源としてパルスモータ３７２を用いた場合には、パルスモータ３７２に駆動信号を出力する後述する制御手段の駆動パルスをカウントすることにより、チャックテーブル３６の加工送り量を検出することができる。また、上記加工送り手段３７の駆動源としてサーボモータを用いた場合には、サーボモータの回転数を検出するロータリーエンコーダが出力するパルス信号を後述する制御手段に送り、制御手段が入力したパルス信号をカウントすることにより、チャックテーブル３６の加工送り量を検出することができる。

上記第２の滑動ブロック３３は、その下面に上記第１の滑動ブロック３２の上面に設けられた一対の案内レール３２２、３２２と嵌合する一対の被案内溝３３１、３３１が設けられており、この被案内溝３３１、３３１を一対の案内レール３２２、３２２に嵌合することにより、矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動可能に構成される。図示の実施形態におけるチャックテーブル機構３は、第２の滑動ブロック３３を第１の滑動ブロック３２に設けられた一対の案内レール３２２、３２２に沿って矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動させるための第１の割り出し送り手段３８を具備している。第１の割り出し送り手段３８は、上記一対の案内レール３２２と３２２の間に平行に配設された雄ネジロッド３８１と、該雄ネジロッド３８１を回転駆動するためのパルスモータ３８２等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド３８１は、その一端が上記第１の滑動ブロック３２の上面に固定された軸受ブロック３８３に回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ３８２の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド３８１は、第２の滑動ブロック３３の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された貫通雌ネジ穴に螺合されている。従って、パルスモータ３８２によって雄ネジロッド３８１を正転および逆転駆動することにより、第２の滑動ブロック３３は案内レール３２２、３２２に沿って矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動せしめられる。

上記第１のレーザー光線照射ユニット支持機構４ａは、静止基台２上に矢印Ｙで示す割り出し送り方向に沿って平行に配設された一対の案内レール４１、４１と、該案内レール４１、４１上に矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動可能に配設された可動支持基台４２を具備している。この可動支持基台４２は、案内レール４１、４１上に移動可能に配設された移動支持部４２１と、該移動支持部４２１に取り付けられた装着部４２２とからなっている。装着部４２２は、一側面に矢印Ｚで示す方向即ち上記チャックテーブル３６の被加工物載置面３６１ａに垂直方向に延びる一対の案内レール４２３、４２３が平行に設けられている。図示の実施形態における第１のレーザー光線照射ユニット支持機構４ａは、可動支持基台４２を一対の案内レール４１、４１に沿って割り出し送り方向である矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動させるための第２の割り出し送り手段４３を具備している。第２の割り出し送り手段４３は、上記一対の案内レール４１、４１の間に平行に配設された雄ネジロッド４３１と、該雄ねじロッド４３１を回転駆動するためのパルスモータ４３２等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド４３１は、その一端が上記静止基台２に固定された図示しない軸受ブロックに回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ４３２の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド４３１は、可動支持基台４２を構成する移動支持部４２１の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された雌ネジ穴に螺合されている。このため、パルスモータ４３２によって雄ネジロッド４３１を正転および逆転駆動することにより、可動支持基台４２は案内レール４１、４１に沿って矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動せしめられる。

図示の実施形態におけるレーザー加工装置１は、上記レーザー光線照射ユニット支持機構４の可動支持基台４２の割り出し送り量を検出するための割り出し送り量検出手段４３３を備えている。割り出し送り量検出手段４３３は、案内レール４１に沿って配設されたリニアスケール４３３aと、可動支持基台４２に配設されリニアスケール４３３aに沿って移動する読み取りヘッド４３３bとからなっている。この送り量検出手段４３３の読み取りヘッド４３３bは、図示に実施形態においては1μm毎に１パルスのパルス信号を後述する制御手段に送る。そして後述する制御手段は、入力したパルス信号をカウントすることにより、レーザー光線照射ユニット５の割り出し送り量を検出する。なお、上記第２の割り出し送り手段４３の駆動源としてパルスモータ４３２を用いた場合には、パルスモータ４３２に駆動信号を出力する後述する制御手段の駆動パルスをカウントすることにより、レーザー光線照射ユニット５の割り出し送り量を検出することができる。また、上記第２の割り出し送り手段４３の駆動源としてサーボモータを用いた場合には、サーボモータの回転数を検出するロータリーエンコーダが出力するパルス信号を後述する制御手段に送り、制御手段が入力したパルス信号をカウントすることにより、レーザー光線照射ユニット５の割り出し送り量を検出することができる。

図示の実施形態のおける第１のレーザー光線照射ユニット５ａは、ユニットホルダ５１と、該ユニットホルダ５１に取り付けられた第１のレーザー光線照射手段６ａを具備している。ユニットホルダ５１は、上記装着部４２２に設けられた一対の案内レール４２３、４２３に摺動可能に嵌合する一対の被案内溝５１１、５１１が設けられており、この被案内溝５１１、５１１を上記案内レール４２３、４２３に嵌合することにより、矢印Ｚで示す方向に移動可能に支持される。図示の実施形態における第１のレーザー光線照射ユニット５ａは、ユニットホルダ５１を一対の案内レール４２３、４２３に沿って矢印Ｚで示す方向に移動させるための集光点位置調整手段５３を具備している。集光点位置調整手段５３は、上記一対の案内レール４２３、４２３の間に配設された雄ネジロッド（図示せず）と、該雄ネジロッドを回転駆動するためのパルスモータ５３２等の駆動源を含んでおり、パルスモータ５３２によって図示しない雄ネジロッドを正転および逆転駆動することにより、ユニットホルダ５１および第１のレーザー光線照射ユニット５ａを案内レール４２３、４２３に沿って矢印Ｚで示す方向に移動せしめる。

第１のレーザー光線照射手段６ａは、上記ユニットホルダ５１に固定され実質上水平に延出する円筒形状のケーシング６０を含んでいる。ケーシング６０内にはＹＡＧレーザー発振器或いはＹＶＯ４レーザー発振器からなる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おり、このパルスレーザー光線発振手段はシリコン基板に対して透過性を有するとともにシリコン基板の内部に変質層を形成することができる１０６４nmの波長を有するパルスレーザー光線を発振する。上記ケーシング６０の先端部には、それ自体は周知の形態でよい組レンズから構成される集光レンズ（図示せず）を収容した集光器６３が装着されている。上記パルスレーザー光線発振手段から発振されたレーザー光線は、図示しない伝送光学系を介して集光器６３に至り、集光器６３から上記チャックテーブル３６に保持される被加工物に所定の集光スポット径で照射される。

上記第１のレーザー光線照射手段６ａを構成するケーシング６０の前端部には、撮像手段７が配設されている。この撮像手段７は、被加工物を照明する照明手段と、該照明手段によって照明された領域を捕らえる光学系と、該光学系によって捕らえられた像を撮像する撮像素子（ＣＣＤ）等を備え、撮像した画像データを後述する制御手段に送る。

次に、上記第２のレーザー光線照射ユニット支持機構４ｂおよび第２のレーザー光線照射ユニット５ｂについて説明する。なお、第２のレーザー光線照射ユニット支持機構４ｂおよび第２のレーザー光線照射ユニット５ｂについては、上記第１のレーザー光線照射ユニット支持機構４ａおよび第１のレーザー光線照射ユニット５ａの構成部材と実質的に同一機能を有する各構成部材には同一符号を付して説明する。
第２のレーザー光線照射ユニット支持機構４ｂは上記第１のレーザー光線照射ユニット支持機構４ａと平行に配設され、第２のレーザー光線照射ユニット支持機構４ｂの可動支持基台４２と上記第１のレーザー光線照射ユニット支持機構４ａの可動支持基台４２とが対向して配設されている。従って、上記第１のレーザー光線照射ユニット支持機構４ａの可動支持基台４２を構成する装着部４２２に配設された第１のレーザー光線照射ユニット５ａと、第２のレーザー光線照射ユニット支持機構４ｂの可動支持基台４２を構成する装着部４２２に配設された第２のレーザー光線照射ユニット５ｂとは、近接した位置に線対称に配置される。なお、第２のレーザー光線照射ユニット５ｂの第２のレーザー光線照射手段６ｂを構成するケーシング６０の前端部には、撮像手段は配設されていない。

第２のレーザー光線照射手段６ｂは、ユニットホルダ５１に固定され実質上水平に延出する円筒形状のケーシング６０を含んでいる。ケーシング６０内にはＹＡＧレーザー発振器或いはＹＶＯ４レーザー発振器からなる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おり、このパルスレーザー光線発振手段はガラス基板に対して透過性を有するとともにガラス基板の内部に変質層を形成することができる３５５nmの波長を有するパルスレーザー光線を発振する。上記ケーシング６０の先端部には、それ自体は周知の形態でよい組レンズから構成される集光レンズ（図示せず）を収容した集光器６３が装着されている。上記パルスレーザー光線発振手段から発振されたレーザー光線は、図示しない伝送光学系を介して集光器６３に至り、集光器６３から上記チャックテーブル３６に保持される被加工物に所定の集光スポット径で照射される。

図示の実施形態におけるレーザー加工装置は、制御手段８を具備している。制御手段８はコンピュータによって構成されており、制御プログラムに従って演算処理する中央処理装置（ＣＰＵ）８１と、制御プログラム等を格納するリードオンリメモリ（ＲＯＭ）８２と、後述する被加工物の設計値のデータや演算結果等を格納する読み書き可能なランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）８３と、カウンター８４と、入力インターフェース８５および出力インターフェース８６とを備えている。制御手段８の入力インターフェース８５には、上記加工送り量検出手段３７４、割り出し送り量検出手段４３３および撮像手段７等からの検出信号が入力される。そして、制御手段８の出力インターフェース８６からは、上記パルスモータ３７２、パルスモータ３８２、パルスモータ４３２、パルスモータ５３２、第１のレーザー光線照射手段６ａ、第２のレーザー光線照射手段６ｂ等に制御信号を出力する。なお、上記ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）８３は、上記液晶デバイスウエーハ１０の液晶注入口１３３の位置を設定した設計データを格納する第１の記憶領域８３aや、液晶デバイスウエーハ１０の駆動電極１３５の位置を設定した設計データを格納する第２の記憶領域８３bおよび他の記憶領域を備えている。

次に、上述したレーザー加工装置１を用いて液晶デバイスウエーハ１０を構成するシリコン基板１１とガラス基板１２にストリート１０１に沿って変質層を形成するレーザー加工方法について説明する。
上述したように環状のフレーム１５に保持テープ１６を介して支持された液晶デバイスウエーハ１０は、図５に示すように図示しない被加工物搬送手段よって上記チャックテーブル機構３を構成するチャックテーブル３６の吸着チャック３６１上に搬送され、該吸着チャック３６１に吸引保持される。このようにして液晶デバイスウエーハ１０を吸引保持したチャックテーブル３６は、加工送り手段３７の作動により案内レール３１、３１に沿って移動せしめられ第１のレーザー光線照射ユニット５ａに配設された撮像手段７の直下に位置付けられる。

上述したようにチャックテーブル３６が撮像手段７の直下に位置付けられると、撮像手段７および制御手段８によって液晶デバイスウエーハ１０の所定方向に形成されているストリート１０１と、ストリート１０１に沿って第１のレーザー光線照射手段６ａの集光器６３および第２のレーザー光線照射手段６ｂの集光器６３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が実行され、レーザー光線照射位置のアライメントが遂行される。また、液晶デバイスウエーハ１０の上記所定方向と直交する方向に形成されているストリート１０１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。更に、ガラス基板１２の外面に形成された破断ライン１０２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。

以上のようにしてチャックテーブル３６上に保持されている液晶デバイスウエーハ１０に形成されているストリート１０１を検出し、レーザー光線照射位置のアライメントが行われたならば、シリコン基板１１に対して透過性を有する波長のレーザー光線を、ガラス基板１２側からシリコン基板１１の内部に集光点を位置付けてストリート１０１に沿って照射することにより、シリコン基板１１の内部にストリート１０１に沿って変質層を形成する第１の変質層形成工程を実施する。この第１の変質層形成工程は、図６の（ａ）で示すようにチャックテーブル３６をパルスレーザー光線を照射する第１のレーザー光線照射手段６ａの集光器６３が位置するレーザー光線照射領域に移動し、所定のストリート１０１の一端（図６の（ａ）において左端）を第１のレーザー光線照射手段６ａの集光器６３の直下に位置付ける。そして、集光器６３からシリコン基板１１に対して透過性を有するとともにシリコン基板の内部に変質層を形成することができる１０６４ｎｍの波長のパルスレーザー光線を、ガラス基板１２側から照射しつつチャックテーブル３６即ち液晶デバイスウエーハ１０を図６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。そして、図６の（ｂ）で示すようにストリート１０１の他端が第１のレーザー光線照射手段６ａの集光器６３の照射位置に達したら、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３６即ち液晶デバイスウエーハ１０の移動を停止する。このシリコン基板レーザー加工工程においては、パルスレーザー光線の集光点Ｐをシリコン基板１１の外面（下面）付近に合わせることにより、外面（下面）に露出するとともに内部に向けて変質層１１０が形成される。この変質層１１０は、溶融再固化層として形成される。なお、ガラス基板１２はシリコン基板１１よりレーザー光線が透過する波長の範囲が大きいので、第１の変質層形成工程において照射されるパルスレーザー光線は波長がシリコン基板１１に対して透過性を有する１０６４ｎｍに設定されているため、ガラス基板１２を透過して照射される。

なお、上記第1の変質層形成工程における加工条件は、例えば次のように設定されている。
光源 ：ＬＤ励起ＱスイッチＮｄ：ＹＶＯ４レーザー
波長 ：１０６４ｎｍのパルスレーザー
繰り返し周波数 ：１００〜４００ｋＨｚ
平均出力 ：１〜５W
集光スポット径 ：φ１〜５０μｍ
加工送り速度 ：１００〜８００ｍｍ／秒

なお、シリコン基板１１の厚さが厚い場合には、図７に示すように集光点を段階的に変えて上述した第１の変質層形成工程を複数回実行することにより、複数の変質層１１０を形成する。なお、変質層１１０は図７に示すようにシリコン基板１１の外面から内面（下面から上面）に渡って形成してもよいが、シリコン基板１１の外面（下面）または内面（上面）のいずれか一方に露出して形成してもよく、また、シリコン基板１１の外面（下面）または内面（上面）に露出させることなくシリコン基板１１の厚さ方向中間部に形成してもよい。

上述したようにシリコン基板１１に対して所定方向のストリート１０１に沿って変質層１１０を形成したならば、チャックテーブル３６をストリート１０１の間隔だけ図５において矢印Ｙで示す方向に割り出し送りし、再度上述した第１の変質層形成工程を実施する。そして、所定方向に形成された全てのストリート１０１に沿って上述した第１の変質層形成工程を実施したならば、チャックテーブル３６を９０度回動せしめて、上記所定方向に対して直角に形成されたストリート１０１に沿って上述した第１の変質層形成工程を実施することにより、シリコン基板１１の内部に全てのストリート１０１に沿って変質層１１０を形成することができる。

次に、ガラス基板１２に対して透過性を有するとともにガラス基板の内部に変質層を形成することができる波長のレーザー光線をガラス基板１２の内部に集光点を位置付けてストリート１０１に沿って照射することにより、ガラス基板１２の内部にストリート１０１に沿って変質層を形成する第２の変質層形成工程を実施する。この第２の変質層形成工程は、図８の（ａ）で示すようにチャックテーブル３６をパルスレーザー光線を照射する第２のレーザー光線照射手段６bの集光器６３が位置するレーザー光線照射領域に移動し、所定のストリート１０１の一端（図８の（ａ）において左端）を第２のレーザー光線照射手段６bの集光器６３の直下に位置付ける。そして、集光器６３からガラス基板に対して透過性を有するとともにガラス基板の内部に変質層を形成することができる３５５ｎｍの波長のパルスレーザー光線を、ガラス基板１２側から照射しつつチャックテーブル３６即ち液晶デバイスウエーハ１０を図８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。そして、図８の（ｂ）で示すようにストリート１０１の他端が第１のレーザー光線照射手段６ａの集光器６３の照射位置に達したら、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３６即ち液晶デバイスウエーハ１０の移動を停止する。この第２の変質層形成工程においては、パルスレーザー光線の集光点Ｐをガラス基板１２の内面（下面）付近に合わせることにより、内面（下面）から内部に向けて変質層１２０が形成される。この変質層１２０は、溶融再固化層として形成される。

なお、上記第2の変質層形成工程における加工条件は、例えば次のように設定されている。
光源 ：ＬＤ励起ＱスイッチＮｄ：ＹＶＯ４レーザー
波長 ：３５５ｎｍのパルスレーザー
繰り返し周波数 ：３０〜１００ｋＨｚ
平均出力 ：０．１〜５W
集光スポット径 ：φ１〜５０μｍ
加工送り速度 ：５００〜７００ｍｍ／秒

なお、ガラス基板１２の厚さが厚い場合には、図９に示すように集光点を段階的に変えて上述した第２の変質層形成工程を複数回実行することにより、複数の変質層１２０を形成する。なお、変質層１２０は図９に示すようにガラス基板１２の内面から外面（下面から上面）に渡って形成してもよいが、ガラス基板１２の内面（下面）または外面（上面）のいずれか一方に露出して形成してもよく、また、ガラス基板１２の内面（下面）または外面（上面）に露出させることなくガラス基板１２の厚さ方向中間部に形成してもよい。

上述したようにガラス基板１２に対して所定方向のストリート１０１に沿って変質層１２０を形成したならば、チャックテーブル３６をストリート１０１の間隔だけ図５において矢印Ｙで示す方向に割り出し送りし、再度上述した第２の変質層形成工程を実施する。そして、所定方向に形成された全てのストリート１０１に沿って上述した第２の変質層形成工程を実施したならば、チャックテーブル３６を９０度回動せしめて、上記所定方向に対して直角に形成されたストリート１０１に沿って上述した第２の変質層形成工程を実施することにより、ガラス基板１２の内部に全てのストリート１０１に沿って変質層１２０を形成することができる。

なお、上述した第２の変質層形成工程において、液晶デバイス１３の一つの端面に開口する液晶注入口１３３が形成されているストリート１０１に沿って変質層を形成する際に、ガラス基板１２の内面（下面）に近い位置に集光点を位置付けてパルスレーザー光線を照射すると、集光点で吸収しきれなかったパルスレーザー光線のエネルギーによってガラス基板１２の内面（下面）に形成された透明導電膜１３４が加工され飛散する。この飛散した透明導電膜１３４の破片が液晶注入口１３３を閉塞することがある。液晶注入口１３３は閉塞されると、液晶デバイスウエーハ１０を液晶デバイス１３に分割した後に、液晶デバイス１３の液晶注入口１３３から液晶室１３２への液晶の注入が困難となる。従って、上述した第２の変質層形成工程においては、透明導電膜１３４の破片によって液晶注入口１３３を閉塞しないように変質層１２０を形成することが望ましい。

ここで、上述した第２の変質層形成工程において、透明導電膜１３４における液晶注入口１３３が形成されている領域をレーザー加工しないようにレーザー光線を照射する実施形態について、図１０乃至図１３を参照して説明する。
図１０に示す実施形態は、上述した第２の変質層形成工程においてガラス基板１２に変質層１２０形成する際には、液晶注入口１３３が形成された位置において上記第２のレーザー光線照射手段６bによるパルスレーザー光線の照射を停止する。この結果、透明導電膜１３４における液晶注入口１３３の上側に位置する領域はレーザー加工されないので、透明導電膜１３４もレーザー加工されず、透明導電膜１３４の加工破片によって液晶注入口１３３を閉塞することはない。なお、液晶注入口１３３が形成された位置において上記第２のレーザー光線照射手段６bによるパルスレーザー光線の照射を停止するためには、図５に示された分割装置１の制御手段８は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）８３の第１の記憶領域８３aに格納された液晶デバイスウエーハ１０の液晶注入口１３３の位置を設定した設計データと、加工送り量検出手段３７４の読み取りヘッド３７４bからのパルス信号をカウンター８４によってカウントすることにより求められるチャックテーブル３６の移動位置に基づいて上記第２のレーザー光線照射手段６bを制御する。

図１１に示す実施形態は、液晶デバイスウエーハ１０のガラス基板１２の内面（下面）に近い位置に集光点を位置付けて変質層１２０を形成する際には、透明導電膜１３４をレーザー加工する虞のある数層については液晶注入口１３３が形成された位置において上記第２のレーザー光線照射手段６bによるパルスレーザー光線の照射を停止する。そして、透明導電膜１３４をレーザー加工する虞がない位置から外面（上面）までの領域にはストリート１０１の全範囲に渡って変質層１２０を形成する。この結果、透明導電膜１３４における液晶注入口１３３の上側に位置する領域はレーザー加工されないので、透明導電膜１３４もレーザー加工されず、透明導電膜１３４の加工破片によって液晶注入口１３３を閉塞することはない。なお、液晶注入口１３３が形成された位置において上記第２のレーザー光線照射手段６bによるパルスレーザー光線の照射を停止する制御は、図１０の実施形態と同様でよい。

図１２に示す実施形態は、液晶デバイスウエーハ１０のガラス基板１２の内面（下面）に近い位置に集光点を位置付けて変質層１２０を形成する際には、透明導電膜１３４を加工する虞のある数層については液晶注入口１３３が形成された位置において上記第２のレーザー光線照射手段６bから照射するパルスレーザー光線の出力を、透明導電膜１３４を加工しない程度の値に低下せしめる。この結果、ガラス基板１２における液晶注入口１３３の上側に位置する領域は僅かに加工されるが、透明導電膜１３４における液晶注入口１３３の上側に位置する領域はレーザー加工されないので、透明導電膜１３４の加工破片によって液晶注入口１３３を閉塞することはない。なお、液晶注入口１３３が形成された位置において上記第２のレーザー光線照射手段６bによるパルスレーザー光線の出力を低下させるためには、図１０の実施形態と同様に図５に示された分割装置１の制御手段８は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）８３の第１の記憶領域８３aに格納された液晶デバイスウエーハ１０の液晶注入口１３３の位置を設定した設計データと、加工送り量検出手段３７４の読み取りヘッド３７４bからのパルス信号をカウンター８４によってカウントすることにより求められるチャックテーブル３６の移動位置に基づいて上記第２のレーザー光線照射手段６bを制御する。

図１３に示す実施形態は、液晶デバイスウエーハ１０のガラス基板１２の内面（下面）に近い位置、即ち透明導電膜１３４を加工する虞のある位置までは変質層１２０を形成せず、透明導電膜１３４を加工する虞がない位置から外面（上面）までの領域に上述した第２の変質層形成工程を実施し、変質層１２０を形成する。この結果、透明導電膜１３４はレーザー加工されないので、透明導電膜１３４の加工破片によって液晶注入口１３３を閉塞することはない。

以上のように、第１の変質層形成工程および第２の変質層形成工程はガラス基板１２側からパルスレーザー光線を照射するので、液晶デバイスウエーハ１０を反転することなくシリコン基板１１とガラス基板１２の内部に所定のストリート１０１に沿って効率よく変質層を形成することができる。

上述したように第１の変質層形成工程および第２の変質層形成工程を実施したならば、ガラス基板１２に形成された破断ライン１０２に沿ってガラス基板１２の内部に変質層を形成する第３の変質層形成工程を実施する。この第３の変質層形成工程は、図１４ので示すようにチャックテーブル３６をパルスレーザー光線を照射する第２のレーザー光線照射手段６bの集光器６３が位置するレーザー光線照射領域に移動し、所定の破断ライン１０２の一端（図１４において左端）を第２のレーザー光線照射手段６bの集光器６３の直下に位置付ける。そして、集光器６３からガラス基板に対して透過性を有するとともにガラス基板の内部に変質層を形成することができる３５５ｎｍの波長のパルスレーザー光線を、ガラス基板１２側から照射しつつチャックテーブル３６即ち液晶デバイスウエーハ１０を図１４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。そして、破断ライン１０２の他端が第１のレーザー光線照射手段６ａの集光器６３の照射位置に達したら、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３６即ち液晶デバイスウエーハ１０の移動を停止する。このとき、ガラス基板１２の内面（下面）に近い位置に集光点を位置付けてレーザー光線を照射すると、集光点で吸収しきれなかったレーザー光線のエネルギーによって複数の駆動電極１３５が断線される虞がある。従って、上述した第３の変質層形成工程においては、複数の駆動電極１３５を破断しないようにレーザー光線を照射する必要がある。なお、第３の変質層形成工程における加工条件は、上述した第２の変質層形成工程の加工条件と同一でよい。

ここで、駆動電極１３５を破断しないようにレーザー光線を照射する第３の変質層形成工程の実施形態について、図１５乃至図１８を参照して説明する。
図１５に示す実施形態は、第３の変質層形成工程においてガラス基板１２に変質層を形成する際には、駆動電極１３５が形成された位置において上記第２のレーザー光線照射手段６bによるパルスレーザー光線の照射を停止する。この結果、ガラス基板１２には、駆動電極１３５が形成されていない領域に変質層１３０が形成される。従って、駆動電極１３５がパルスレーザー光線によって切断されることはない。そして、駆動電極１３５を破断する虞がない位置、即ちガラス基板１２の内面（下面）から所定量上方位置に達したら変質層１３０を連続して形成する。なお、駆動電極１３５が形成された位置において上記第２のレーザー光線照射手段６bによるパルスレーザー光線の照射を停止するためには、図５に示された分割装置１の制御手段８は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）８３の第２の記憶領域８３bに格納された液晶デバイスウエーハ１０の駆動電極１３５の位置を設定した設計データ、加工送り量検出手段３７４の読み取りヘッド３７４bからのパルス信号をカウンター８４によってカウントすることにより求められるチャックテーブル３６の移動位置に基づいて上記第２のレーザー光線照射手段６bを制御する。

図１６に示す実施形態は、液晶デバイスウエーハ１０のガラス基板１２の内面（下面）に近い位置に集光点を位置付けて変質層を形成する際には、駆動電極１３５を破断する虞のある数層については駆動電極１３５が形成された位置において上記第２のレーザー光線照射手段６bによるパルスレーザー光線の照射を停止する。そして、駆動電極１３５を破断する虞がない位置から外面（上面）までの領域には破断ライン１０２の全範囲に渡って変質層１２０を形成する。この結果、ガラス基板１２には、駆動電極１３５が形成されていない領域に変質層１３０が形成される。従って、駆動電極１３５がパルスレーザー光線によって切断されることはない。なお、駆動電極１３５が形成された位置において上記第２のレーザー光線照射手段６bによるパルスレーザー光線の照射を停止する制御は、図１５の実施形態と同様でよい。

図１７に示す実施形態は、液晶デバイスウエーハ１０のガラス基板１２の内面（下面）に近い位置に集光点を位置付けて変質層１３０を形成する際には、駆動電極１３５を破断する虞のある数層については駆動電極１３５が配設された位置において上記第２のレーザー光線照射手段６bから照射するパルスレーザー光線の出力を、駆動電極１３５を破断しない程度の値に低下せしめる。そして、駆動電極１３５を破断する虞がない位置から外面（上面）までの領域には破断ライン１０２の全範囲に渡って変質層１２０を形成する。従って、駆動電極１３５は破断されない。なお、駆動電極１３５が形成された位置において上記第２のレーザー光線照射手段６bによるパルスレーザー光線の出力を低下させるためには、図１４の実施形態と同様に図５に示された分割装置１の制御手段８は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）８３の第２の記憶領域８３bに格納された液晶デバイスウエーハ１０の駆動電極１３５の位置を設定した設計データ、加工送り量検出手段３７４の読み取りヘッド３７４bからのパルス信号をカウンター８４によってカウントすることにより求められるチャックテーブル３６の移動位置に基づいて上記第２のレーザー光線照射手段６bを制御する。

図１８に示す実施形態は、液晶デバイスウエーハ１０のガラス基板１２の内面（下面）に近い位置、即ち駆動電極１３５を破断する虞のある位置までは変質層１３０を形成せず、駆動電極１３５を破断する虞がない位置から外面（上面）までの領域に上述した第３の変質層形成工程を実施し、変質層１３０を形成する。

以上のようにして、液晶デバイスウエーハ１０のシリコン基板１１およびガラス基板１２の内部にストリート１０１に沿って変質層１１０および変質層１２０を形成するとともに、ガラス基板１２の内部に破断ライン１０２に沿って変質層１３０を形成したならば、チャックテーブル３６に保持された液晶デバイスウエーハ１０を搬出して、液晶デバイスウエーハ１０を次工程である分割工程に搬送する。分割工程においては、変質層１１０および変質層１２０が形成されたストリート１０１に沿って外力を付与することにより、図１９に示すように液晶デバイスウエーハ１０をストリート１０１に沿って破断され、液晶デバイス１３が得られる。この分割工程においては、ストリート１０１に沿って変質層１１０および変質層１２０が形成され強度が低下せしめられているので、外力を加えることによりストリート１０１に沿って容易に且つ確実に破断することができる。

図１９に示すように破断された液晶デバイス１３は、更にガラス基板１２の変質層１３０が形成され強度が低下せしめられた破断ライン１０２に沿って外力を付与することにより、ガラス基板１２は破断ライン１０２に沿って破断され、駆動電極１３５の上側の部分１２aが除去される。この結果、図２０に示すように液晶デバイス１３は、駆動電極１３５が露出された状態となる。

本発明による液晶デバイスウエーハのレーザー加工方法によって加工される液晶デバイスウエーハの斜視図。 図1に示す液晶デバイスウエーハに形成された液晶デバイスの斜視図。 図2に示す液晶デバイスの側面図。 図1に示す液晶デバイスウエーハを環状のフレームに装着された保持テープに貼着した状態を示す斜視図。 本発明による液晶デバイスウエーハのレーザー加工方法を実施するためのレーザー加工装置の斜視図。 本発明による液晶デバイスウエーハのレーザー加工方法における第1の変質層形成工程の説明図。 液晶デバイスウエーハを構成するシリコン基板に複数の変質層を形成した状態を示す説明図。 本発明による液晶デバイスウエーハのレーザー加工方法における第２の変質層形成工程を示す説明図。 本発明による液晶デバイスウエーハのレーザー加工方法における第２の変質層形成工程の第１の実施形態を示す説明図。 本発明による液晶デバイスウエーハのレーザー加工方法における第２の変質層形成工程の第２の実施形態を示す説明図。 本発明による液晶デバイスウエーハのレーザー加工方法における第２の変質層形成工程の第３の実施形態を示す説明図。 本発明による液晶デバイスウエーハのレーザー加工方法における第２の変質層形成工程の第４の実施形態を示す説明図。 本発明による液晶デバイスウエーハのレーザー加工方法における第２の変質層形成工程の第５の実施形態を示す説明図。 本発明による液晶デバイスウエーハのレーザー加工方法における第３の変質層形成工程を示す説明図。 本発明による液晶デバイスウエーハのレーザー加工方法における第３の変質層形成工程の第１の実施形態を示す説明図。 本発明による液晶デバイスウエーハのレーザー加工方法における第３の変質層形成工程の第２の実施形態を示す説明図。 本発明による液晶デバイスウエーハのレーザー加工方法における第３の変質層形成工程の第３の実施形態を示す説明図。 本発明による液晶デバイスウエーハのレーザー加工方法における第３の変質層形成工程の第４の実施形態を示す説明図。 液晶デバイスウエーハがストリートに沿って分割された液晶デバイスの斜視図。 図１９に示す液晶デバイスを構成するガラス基板を破断ラインに沿って破断した状態を示す斜視図。

符号の説明

１：レーザー加工装置
２：静止基台
３：チャックテーブル機構
３６：チャックテーブル
３７：加工送り手段
４ａ：第１のレーザー光線照射ユニット支持機構
４ｂ：第２のレーザー光線照射ユニット支持機構
５ａ：第１のレーザー光線照射ユニット
５ｂ：第２のレーザー光線照射ユニット
５１：ユニットホルダ
５３：集光点位置調整手段
６ａ：第１のレーザー光線照射手段
６ｂ：第１のレーザー光線照射手段
６１：パルスレーザー光線発振手段
６３：集光器
７：撮像手段
１０：液晶デバイス
１０１：分割予定ライン
１０２：破断ライン
１１：シリコン基板
１２：ガラス基板
１３：液晶デバイス

Claims (9)

1. シリコン基板とガラス基板が積層して形成され外面に格子状に配列されたストリートによって区画された矩形領域の各々に、該シリコン基板と該ガラス基板との間に液晶室が形成されているとともに該液晶室と連通する液晶注入口が設けられており、該シリコン基板には該液晶室に隣接して複数の駆動用電極が配設されている液晶デバイスウエーハのレーザー加工方法であって、
   シリコン基板に対して透過性を有するとともにシリコン基板の内部に変質層を形成することができる波長のレーザー光線を、ガラス基板側からシリコン基板の内部に集光点を位置付けてストリートに沿って照射することにより、シリコン基板の内部にストリートに沿って変質層を形成する第１の変質層形成工程と、
   ガラス基板に対して透過性を有するとともにガラス基板の内部に変質層を形成することができる波長のレーザー光線を、ガラス基板の内部に集光点を位置付けてストリートに沿って照射することにより、ガラス基板の内部にストリートに沿って変質層を形成する第２の変質層形成工程と、を含み、
   該ガラス基板の内面には透明導電膜が形成されており、
   該第２の変質層形成工程は、該透明導電膜における該液晶注入口が形成されている領域をレーザー加工しないようにレーザー光線を照射する、
   ことを特徴とする液晶デバイスウエーハのレーザー加工方法。
2. 該第２の変質層形成工程は、該液晶注入口が形成されている位置においてレーザー光線の照射を停止する、請求項１記載の液晶デバイスウエーハのレーザー加工方法。
3. 該第２の変質層形成工程は、ガラス基板の厚さ方向に複数の変質層を形成し、該液晶注入口に近い変質層を形成する際には該液晶注入口が形成されている位置においてレーザー光線の照射を停止する、請求項１記載の液晶デバイスウエーハのレーザー加工方法。
4. 該第２の変質層形成工程は、該液晶注入口が形成されている位置においてレーザー光線の出力を低下せしめる、請求項１記載の液晶デバイスウエーハのレーザー加工方法。
5. 該ガラス基板の外面には該複数の駆動用電極と対応する部分を破断するための破断ラインが形成されており、
   ガラス基板に対して透過性を有するとともにガラス基板の内部に変質層を形成することができる波長のレーザー光線を、ガラス基板の内部に集光点を位置付けて破断ラインに沿って照射することにより、ガラス基板の内部に破断ラインに沿って変質層を形成する第３の変質層形成工程を実施する、請求項1記載の液晶デバイスウエーハのレーザー加工方法。
6. 該第３の変質層形成工程は、該複数の駆動用電極を破断しないようにレーザー光線を照射する、請求項５記載の液晶デバイスウエーハのレーザー加工方法。
7. 該第３の変質層形成工程は、該複数の駆動用電極が配設されている位置においてレーザー光線の照射を停止する、請求項６記載の液晶デバイスウエーハのレーザー加工方法。
8. 該第３の変質層形成工程は、ガラス基板の厚さ方向に複数の変質層を形成し、該複数の駆動用電極に近い変質層を形成する際には該複数の駆動用電極が配設されている位置においてレーザー光線の照射を停止する、請求項６記載の液晶デバイスウエーハのレーザー加工方法。
9. 該第３の変質層形成工程は、該複数の駆動用電極が配設されている位置においてレーザー光線の出力を低下せしめる、請求項６記載の液晶デバイスウエーハのレーザー加工方法。

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