JP7377308B2 - Cutting method and tip - Google Patents

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Description

本発明は、切断方法、及び、チップに関する。 The present invention relates to a cutting method and a chip.

β-Ga結晶は、非常に劈開性の強い劈開面として(100)面を有する。このため、β-Ga基板は、ブレードダイシングによる分離時に、この(100)面に沿って劈開が生じやすいという性質を有する。一般に、劈開の発生を防ぐためには、切断レートを低下させるという手段を取り得るが、Ga基板の劈開を防ぐためには、切断レートを非常に小さい値(例えば、0.1mm/sec~0.3mm/sec)に設定する必要があり、切断工程に非常に長い時間を費やしてしまう。 β-Ga 2 O 3 crystal has a (100) plane as a cleavage plane with very strong cleavage. Therefore, the β-Ga 2 O 3 substrate has a property that cleavage tends to occur along the (100) plane when it is separated by blade dicing. Generally, in order to prevent the occurrence of cleavage, it is possible to reduce the cutting rate, but in order to prevent cleavage of the Ga 2 O 3 substrate, the cutting rate must be set to a very small value (for example, 0.1 mm/sec to 0.3 mm/sec), and the cutting process takes a very long time.

また、従来、レーザ光により基板内部に改質領域を形成して基板を分離する方法が知られている(例えば特許文献1,2参照)。改質領域は、基板の切断予定ラインに沿ってレーザ光の集光点を移動させることにより形成される領域であり、改質領域が適切に形成されている場合には、基板に外力を加えることにより、切断予定ラインに沿って基板を割ることができる。 Furthermore, a method is conventionally known in which a modified region is formed inside a substrate using a laser beam to separate the substrate (see, for example, Patent Documents 1 and 2). The modified region is a region formed by moving the focal point of the laser beam along the planned cutting line of the substrate, and if the modified region is properly formed, an external force is applied to the substrate. This allows the substrate to be split along the planned cutting line.

特開2008-68319号公報Japanese Patent Application Publication No. 2008-68319 国際公開第2008/146744号International Publication No. 2008/146744

しかしながら、Ga系基板のような強い劈開性を有する劈開面を含む基板を分離する場合には、特許文献1,2に記載された方法であっても、外力を加えての分離の際に、所望の面と異なる面に劈開が生じるおそれがある。 However, when separating a substrate including a cleavage plane with strong cleavability, such as a Ga 2 O 3 -based substrate, even with the methods described in Patent Documents 1 and 2, it is necessary to apply external force for separation. In this case, cleavage may occur in a plane different from the desired plane.

そこで、本発明は、酸化ガリウムを含む加工対象物を劈開の影響を抑制しながら高速で切断可能な切断方法、及びチップを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a cutting method and a chip capable of cutting a workpiece containing gallium oxide at high speed while suppressing the influence of cleavage.

本発明に係る切断方法は、第1表面及び第1表面の反対側の第2表面を有し、酸化ガリウムを含む加工対象物を切断予定ラインに沿って切断する切断方法であって、第1表面をレーザ光の入射面として切断予定ラインに沿って加工対象物にレーザ光を照射することにより、切断予定ラインに沿って加工対象物に改質領域を形成する第1工程と、第1工程の後に、切断予定ラインに沿って加工対象物に切削具を挿入することにより切断予定ラインに沿って加工対象物を切断する第2工程と、を備え、第1工程においては、1つの切断予定ラインに対して、少なくとも、切断予定ラインに交差すると共に第1表面に沿った第1方向に配列されるように複数列の改質領域を形成することにより、複数列の改質領域を含む改質部を形成する。 A cutting method according to the present invention is a cutting method for cutting a workpiece containing gallium oxide along a line to be cut, which has a first surface and a second surface opposite to the first surface. A first step of forming a modified region on the workpiece along the line to be cut by irradiating the workpiece with a laser beam along the line to be cut with the surface as the incident surface of the laser beam; After that, a second step of cutting the workpiece along the scheduled cutting line by inserting a cutting tool into the workpiece along the scheduled cutting line; By forming a plurality of rows of modified regions on the line so as to intersect at least the line to be cut and arranged in a first direction along the first surface, modification including a plurality of rows of modified regions is performed. Forms mass part.

この切断方法においては、切断の対象である加工対象物が酸化ガリウムを含む。したがって、上記のようにブレードダイシングにより加工対象物を切断する場合には、切断レートを低下させる必要がある。また、加工対象物に対して外力を加えて改質領域を起点とした切断を行う場合には、酸化ガリウムの劈開面の影響が生じやすい。これに対して、この切断方法においては、第1工程において、切断予定ラインに沿って改質領域を形成すると共に、第2工程において、切断予定ラインに沿って加工対象物に切削具を挿入することにより加工対象物を切断する。このように、改質領域の形成により脆くなった(例えば酸化ガリウムの結晶性が低下した)状態において切削を行うことにより、劈開の影響を抑制しながら加工対象物を切断することが可能となる。特に、第1工程においては、1つの切断予定ラインに対して複数列の改質領域を含む改質部を形成する。このため、一定の幅を有する切削具を用いて高速で改質部の切削が可能となる。よって、この切断方法によれば、酸化ガリウムを含む加工対象物を劈開の影響を抑制しながら高速で切断可能となる。 In this cutting method, the workpiece to be cut contains gallium oxide. Therefore, when cutting a workpiece by blade dicing as described above, it is necessary to reduce the cutting rate. Further, when applying an external force to the workpiece and cutting the workpiece starting from the modified region, the influence of the cleavage plane of gallium oxide is likely to occur. In contrast, in this cutting method, in the first step, a modified region is formed along the line to be cut, and in the second step, a cutting tool is inserted into the workpiece along the line to be cut. This cuts the workpiece. In this way, by performing cutting in a state that has become brittle due to the formation of modified regions (for example, the crystallinity of gallium oxide has decreased), it becomes possible to cut the workpiece while suppressing the effects of cleavage. . In particular, in the first step, a modified portion including a plurality of rows of modified regions is formed for one scheduled cutting line. Therefore, it becomes possible to cut the modified portion at high speed using a cutting tool having a certain width. Therefore, according to this cutting method, a workpiece containing gallium oxide can be cut at high speed while suppressing the influence of cleavage.

本発明に係る切断方法においては、第1工程において、1つの切断予定ラインに対して、第2表面から第1表面に向かう第2方向に配列されるように複数列の改質領域を形成することにより改質部を形成してもよい。この場合、加工対象物の厚さ方向(第2方向)に改質部が延在することになるため、劈開の影響を確実に抑制しながらより高速での切断が可能となる。 In the cutting method according to the present invention, in the first step, a plurality of rows of modified regions are formed with respect to one scheduled cutting line so as to be arranged in a second direction from the second surface to the first surface. A modified portion may be formed by this. In this case, since the modified portion extends in the thickness direction (second direction) of the workpiece, it is possible to cut at a higher speed while reliably suppressing the influence of cleavage.

本発明に係る切断方法においては、第1工程において、第2方向におけるレーザ光の集光点の位置を維持しながら複数列の改質領域を形成して複数列の改質領域を含む改質層を形成する改質層形成工程を、第2方向におけるレーザ光の集光点の位置を変更しながら繰り返すことによって、複数の改質層を含む改質部を形成してもよい。このように、加工対象物の厚さ方向(第2方向)に沿って改質層を積層するようにして改質部を構成すれば、厚さ方向に対する改質部の形状や状態の制御が容易となる。 In the cutting method according to the present invention, in the first step, a plurality of rows of modified regions are formed while maintaining the position of the focal point of the laser beam in the second direction. A modified portion including a plurality of modified layers may be formed by repeating the modified layer forming step of forming the layers while changing the position of the focal point of the laser beam in the second direction. In this way, if the modified part is configured by laminating modified layers along the thickness direction (second direction) of the workpiece, the shape and state of the modified part in the thickness direction can be controlled. It becomes easier.

本発明に係る切断方法においては、第1工程において、第2方向におけるレーザ光の集光点の位置を、第2表面側から第1表面側に順に変更しながら改質層形成工程を繰り返すことにより、複数の改質層を含む改質部を形成してもよい。この場合、レーザ光の入射面である第1表面と反対側の第2表面側から改質領域を形成していくことになるので、先に形成された改質領域の影響を受けることなく後の改質領域を形成可能である。 In the cutting method according to the present invention, in the first step, the modified layer forming step is repeated while sequentially changing the position of the focal point of the laser beam in the second direction from the second surface side to the first surface side. Thus, a modified portion including a plurality of modified layers may be formed. In this case, since the modified region is formed from the second surface side opposite to the first surface, which is the incident surface of the laser beam, the modified region is not affected by the previously formed modified region. It is possible to form a modified region of

本発明に係る切断方法においては、第1工程において、第1方向における改質部の幅が第1方向における切削具の幅よりも大きくなるように改質領域を形成してもよい。この場合、劈開の影響をより確実に抑制可能である。 In the cutting method according to the present invention, in the first step, the modified region may be formed such that the width of the modified portion in the first direction is larger than the width of the cutting tool in the first direction. In this case, the influence of cleavage can be suppressed more reliably.

本発明に係る切断方法においては、第1工程において、改質部が切断予定ラインに沿って加工対象物の一端から他端に連続的に延在するように改質領域を形成してもよい。この場合、加工対象物の全長にわたって、劈開の影響を確実に抑制しながらの切断が可能となる。 In the cutting method according to the present invention, in the first step, the modified region may be formed such that the modified region continuously extends from one end of the workpiece to the other end along the planned cutting line. . In this case, it is possible to cut the workpiece while reliably suppressing the influence of cleavage over the entire length of the workpiece.

本発明に係るチップは、第1表面、第1表面の反対側の第2表面、及び、第1表面と第2表面とを接続する側面を有する酸化ガリウム基板と、第1表面上に形成されたデバイス層と、を備え、側面は、改質領域により構成されている。 A chip according to the present invention includes a gallium oxide substrate having a first surface, a second surface opposite to the first surface, and a side surface connecting the first surface and the second surface, and formed on the first surface. and a device layer, the side surface of which is constituted by a modified region.

本発明によれば、酸化ガリウムを含む加工対象物を劈開の影響を抑制しながら高速で切断可能な切断方法、及びチップを提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a cutting method and chip capable of cutting a workpiece containing gallium oxide at high speed while suppressing the influence of cleavage.

改質領域の形成に用いられるレーザ加工装置の概略構成図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a laser processing device used to form a modified region. 改質領域の形成の対象となる加工対象物の平面図である。FIG. 3 is a plan view of a workpiece that is a target for forming a modified region. 図2の加工対象物のIII-III線に沿っての断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of the workpiece in FIG. 2 taken along line III-III. レーザ加工後の加工対象物の平面図である。FIG. 3 is a plan view of the workpiece after laser processing. 図4の加工対象物のV-V線に沿っての断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of the workpiece in FIG. 4 taken along line VV. 図4の加工対象物のVI-VI線に沿っての断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of the workpiece in FIG. 4 taken along line VI-VI. 本実施形態に係る切断方法により切断される加工対象物を示す図である。It is a figure showing the workpiece cut by the cutting method concerning this embodiment. 本実施形態に係る切断方法の概略を説明するための拡大斜視図である。It is an enlarged perspective view for explaining the outline of the cutting method concerning this embodiment. 図8の(a)に示された加工対象物の模式的な断面図である。FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of the workpiece shown in FIG. 8(a). 第1工程を示す図である。It is a figure showing a 1st process. 第1工程を示す図である。It is a figure showing a 1st process. 改質部と切削具との関係を示す図である。It is a figure showing the relationship between a modification part and a cutting tool. 本実施形態に係る切断方法により形成されたチップを示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a chip formed by the cutting method according to the present embodiment. 改質部の変形例を示す断面図である。It is a sectional view showing a modification of a modification part. 改質部の変形例を示す断面図である。It is a sectional view showing a modification of a modification part.

以下、図面を参照して本実施形態に係る方法及び装置の一例について説明する。なお、図面の説明においては、同一の要素同士、或いは、相当する要素同士には、互いに同一の符号を付し、重複する説明を省略する場合がある。 Hereinafter, an example of the method and apparatus according to the present embodiment will be described with reference to the drawings. In the explanation of the drawings, the same elements or corresponding elements may be given the same reference numerals, and redundant explanations may be omitted.

実施形態に係るレーザ加工装置では、加工対象物にレーザ光を集光することにより、切断予定ラインに沿って加工対象物に改質領域を形成する。そこで、まず、改質領域の形成について、図1~図6を参照して説明する。 In the laser processing apparatus according to the embodiment, a modified region is formed in the workpiece along a line to be cut by focusing laser light on the workpiece. Therefore, first, the formation of the modified region will be explained with reference to FIGS. 1 to 6.

図1に示されるように、レーザ加工装置100は、レーザ光Lをパルス発振するレーザ光源101と、レーザ光Lの光軸(光路)の向きを90°変えるように配置されたダイクロイックミラー103と、レーザ光Lを集光するための集光用レンズ105と、を備えている。また、レーザ加工装置100は、集光用レンズ105で集光されたレーザ光Lが照射される対象物である加工対象物1を支持するための支持台107と、支持台107を移動させるための移動機構であるステージ111と、レーザ光Lの出力やパルス幅、パルス波形等を調節するためにレーザ光源101を制御するレーザ光源制御部102と、ステージ111の移動を制御するステージ制御部115と、を備えている。 As shown in FIG. 1, the laser processing apparatus 100 includes a laser light source 101 that pulses laser light L, and a dichroic mirror 103 arranged to change the direction of the optical axis (optical path) of the laser light L by 90 degrees. , and a condensing lens 105 for condensing the laser beam L. The laser processing apparatus 100 also includes a support stand 107 for supporting the workpiece 1, which is an object to be irradiated with the laser beam L focused by the focusing lens 105, and a support stand 107 for moving the support stand 107. a stage 111 which is a movement mechanism of the stage 111, a laser light source control unit 102 which controls the laser light source 101 to adjust the output, pulse width, pulse waveform, etc. of the laser beam L, and a stage control unit 115 which controls the movement of the stage 111. It is equipped with.

レーザ加工装置100においては、レーザ光源101から出射されたレーザ光Lは、ダイクロイックミラー103によってその光軸の向きを90°変えられ、支持台107上に載置された加工対象物1の内部に集光用レンズ105によって集光される。これと共に、ステージ111が移動させられ、加工対象物1がレーザ光Lに対して切断予定ライン5に沿って相対移動させられる。これにより、切断予定ライン5に沿った改質領域が加工対象物1に形成される。なお、ここでは、レーザ光Lを相対的に移動させるためにステージ111を移動させたが、集光用レンズ105を移動させてもよいし、或いはこれらの両方を移動させてもよい。 In the laser processing apparatus 100, the direction of the optical axis of the laser beam L emitted from the laser light source 101 is changed by 90 degrees by the dichroic mirror 103, and the laser beam L is emitted from the inside of the workpiece 1 placed on the support table 107. The light is focused by a focusing lens 105. At the same time, the stage 111 is moved, and the workpiece 1 is moved relative to the laser beam L along the planned cutting line 5. As a result, a modified region along the planned cutting line 5 is formed in the workpiece 1. Note that here, the stage 111 is moved in order to relatively move the laser beam L, but the condensing lens 105 may be moved, or both of these may be moved.

加工対象物1としては、半導体材料で形成された半導体基板や圧電材料で形成された圧電基板等を含む板状の部材(例えば、基板、ウェハ等)が用いられる。図2に示されるように、加工対象物1には、加工対象物1を切断するための切断予定ライン5が設定されている。切断予定ライン5は、直線状に延びた仮想線である。加工対象物1の内部に改質領域を形成する場合、図3に示されるように、加工対象物1の内部に集光点(集光位置)Pを合わせた状態で、レーザ光Lを切断予定ライン5に沿って(すなわち、図2の矢印A方向に)相対的に移動させる。これにより、図4、図5及び図6に示されるように、改質領域7が切断予定ライン5に沿って加工対象物1に形成され、切断予定ライン5に沿って形成された改質領域7が切断起点領域8となる。切断予定ライン5は、照射予定ラインに対応する。 As the workpiece 1, a plate-shaped member (for example, a substrate, a wafer, etc.) including a semiconductor substrate made of a semiconductor material, a piezoelectric substrate made of a piezoelectric material, etc. is used. As shown in FIG. 2, a planned cutting line 5 for cutting the workpiece 1 is set on the workpiece 1. As shown in FIG. The planned cutting line 5 is an imaginary line extending linearly. When forming a modified region inside the workpiece 1, as shown in FIG. It is relatively moved along the planned line 5 (that is, in the direction of arrow A in FIG. 2). As a result, as shown in FIGS. 4, 5, and 6, a modified region 7 is formed in the workpiece 1 along the planned cutting line 5, and a modified region formed along the planned cutting line 5. 7 becomes the cutting starting point area 8. The scheduled cutting line 5 corresponds to the scheduled irradiation line.

集光点Pとは、レーザ光Lが集光する箇所のことである。切断予定ライン5は、直線状に限らず曲線状であってもよいし、これらが組み合わされた3次元状であってもよいし、座標指定されたものであってもよい。切断予定ライン5は、仮想線に限らず加工対象物1の表面3に実際に引かれた線であってもよい。改質領域7は、連続的に形成される場合もあるし、断続的に形成される場合もある。改質領域7は列状でも点状でもよく、要は、改質領域7は少なくとも加工対象物1の内部、表面3又は裏面に形成されていればよい。改質領域7を起点に亀裂が形成される場合があり、亀裂及び改質領域7は、加工対象物1の外表面(表面3、裏面、若しくは外周面)に露出していてもよい。改質領域7を形成する際のレーザ光入射面は、加工対象物1の表面3に限定されるものではなく、加工対象物1の裏面であってもよい。 The condensing point P is a location where the laser beam L is condensed. The planned cutting line 5 is not limited to a straight line, but may be curved, a three-dimensional combination of these lines, or a line with specified coordinates. The planned cutting line 5 is not limited to a virtual line, but may be a line actually drawn on the surface 3 of the workpiece 1. The modified region 7 may be formed continuously or intermittently. The modified regions 7 may be in the form of rows or dots, and the important thing is that the modified regions 7 should be formed at least inside the workpiece 1, on the front surface 3, or on the back surface. A crack may be formed starting from the modified region 7, and the crack and the modified region 7 may be exposed on the outer surface (the front surface 3, the back surface, or the outer peripheral surface) of the workpiece 1. The laser light incident surface when forming the modified region 7 is not limited to the front surface 3 of the workpiece 1, but may be the back surface of the workpiece 1.

ちなみに、加工対象物1の内部に改質領域7を形成する場合には、レーザ光Lは、加工対象物1を透過すると共に、加工対象物1の内部に位置する集光点P近傍にて特に吸収される。これにより、加工対象物1に改質領域7が形成される(すなわち、内部吸収型レーザ加工)。この場合、加工対象物1の表面3ではレーザ光Lが殆ど吸収されないので、加工対象物1の表面3が溶融することはない。一方、加工対象物1の表面3又は裏面に改質領域7を形成する場合には、レーザ光Lは、表面3又は裏面に位置する集光点P近傍にて特に吸収され、表面3又は裏面から溶融され除去されて、穴や溝等の除去部が形成される(表面吸収型レーザ加工)。 Incidentally, when forming the modified region 7 inside the workpiece 1, the laser beam L is transmitted through the workpiece 1 and near the condensing point P located inside the workpiece 1. Especially absorbed. As a result, a modified region 7 is formed in the workpiece 1 (that is, internal absorption laser processing). In this case, the surface 3 of the workpiece 1 hardly absorbs the laser beam L, so the surface 3 of the workpiece 1 is not melted. On the other hand, when forming the modified region 7 on the front surface 3 or the back surface of the workpiece 1, the laser beam L is particularly absorbed near the condensing point P located on the front surface 3 or the back surface, and The material is melted and removed to form removed portions such as holes and grooves (surface absorption laser processing).

改質領域7は、密度、屈折率、機械的強度やその他の物理的特性が周囲とは異なる状態になった領域をいう。改質領域7としては、例えば、溶融処理領域(一旦溶融後再固化した領域、溶融状態中の領域及び溶融から再固化する状態中の領域のうち少なくとも何れか一つを意味する)、クラック領域、絶縁破壊領域、屈折率変化領域等があり、これらが混在した領域もある。更に、改質領域7としては、加工対象物1の材料において改質領域7の密度が非改質領域の密度と比較して変化した領域や、格子欠陥が形成された領域がある。加工対象物1の材料が単結晶シリコンである場合、改質領域7は、高転位密度領域ともいえる。 The modified region 7 is a region whose density, refractive index, mechanical strength, and other physical properties are different from those of the surrounding region. Examples of the modified region 7 include a melt-treated region (meaning at least one of a region once melted and then re-solidified, a region in a molten state, and a region in a state of re-solidification from melting), a crack region , dielectric breakdown region, refractive index change region, etc., and there are also regions in which these are mixed. Furthermore, the modified regions 7 include regions in which the density of the modified regions 7 has changed compared to the density of non-modified regions in the material of the workpiece 1, and regions in which lattice defects have been formed. When the material of the workpiece 1 is single crystal silicon, the modified region 7 can also be said to be a high dislocation density region.

溶融処理領域、屈折率変化領域、改質領域7の密度が非改質領域の密度と比較して変化した領域、及び、格子欠陥が形成された領域は、更に、それら領域の内部や改質領域7と非改質領域との界面に亀裂(割れ、マイクロクラック)を内包している場合がある。内包される亀裂は、改質領域7の全面に渡る場合や一部分のみや複数部分に形成される場合がある。加工対象物1は、結晶構造を有する結晶材料からなる基板を含む。例えば加工対象物1は、酸化ガリウム(Ga)、窒化ガリウム(GaN)、シリコン(Si)、シリコンカーバイド(SiC)、LiTaO、及び、サファイア(Al)の少なくとも何れかで形成された基板を含む。換言すると、加工対象物1は、例えば、窒化ガリウム基板、シリコン基板、SiC基板、LiTaO基板、又はサファイア基板を含む。結晶材料は、異方性結晶及び等方性結晶の何れであってもよい。また、加工対象物1は、非結晶構造(非晶質構造)を有する非結晶材料からなる基板を含んでいてもよく、例えばガラス基板を含んでいてもよい。 The areas where the density of the melt-treated area, the refractive index change area, and the modified area 7 has changed compared to the density of the unmodified area, and the area where lattice defects are formed are further divided into the inside of these areas and the modified area. Cracks (cracks, microcracks) may be included at the interface between the region 7 and the unmodified region. The included cracks may extend over the entire surface of the modified region 7, may be formed only in one portion, or may be formed in multiple portions. The workpiece 1 includes a substrate made of a crystal material having a crystal structure. For example, the workpiece 1 is made of at least one of gallium oxide (Ga 2 O 3 ), gallium nitride (GaN), silicon (Si), silicon carbide (SiC), LiTaO 3 , and sapphire (Al 2 O 3 ). including a formed substrate. In other words, the workpiece 1 includes, for example, a gallium nitride substrate, a silicon substrate, a SiC substrate, a LiTaO 3 substrate, or a sapphire substrate. The crystal material may be either an anisotropic crystal or an isotropic crystal. Further, the workpiece 1 may include a substrate made of an amorphous material having an amorphous structure (amorphous structure), and may include a glass substrate, for example.

実施形態では、切断予定ライン5に沿って改質スポット(加工痕)を複数形成することにより、改質領域7を形成することができる。この場合、複数の改質スポットが集まることによって改質領域7となる。改質スポットとは、パルスレーザ光の1パルスのショット(つまり1パルスのレーザ照射:レーザショット)で形成される改質部分である。改質スポットとしては、クラックスポット、溶融処理スポット若しくは屈折率変化スポット、又はこれらの少なくとも1つが混在するもの等が挙げられる。改質スポットについては、要求される切断精度、要求される切断面の平坦性、加工対象物1の厚さ、種類、結晶方位等を考慮して、その大きさや発生する亀裂の長さを適宜制御することができる。また、実施形態では、切断予定ライン5に沿って、改質スポットを改質領域7として形成することができる。
[実施形態に係る切断方法]
In the embodiment, the modified region 7 can be formed by forming a plurality of modified spots (processing marks) along the planned cutting line 5 . In this case, a plurality of modified spots come together to form a modified region 7. A modified spot is a modified portion formed by one pulse shot of pulsed laser light (that is, one pulse of laser irradiation: laser shot). Examples of the modified spot include a crack spot, a melting treatment spot, a refractive index change spot, or a mixture of at least one of these. Regarding the modification spot, the size and length of cracks that occur are determined appropriately, taking into consideration the required cutting accuracy, required flatness of the cut surface, thickness, type, crystal orientation, etc. of the workpiece 1. can be controlled. Further, in the embodiment, a modified spot can be formed as a modified region 7 along the planned cutting line 5 .
[Cutting method according to embodiment]

引き続いて、実施形態に係る切断方法について説明する。図7は、本実施形態に係る切断方法により切断される加工対象物を示す図である。図7の(a)は平面図であり、図7の(b)は部分的な断面図である。図7に示される加工対象物1は、酸化ガリウム(例えばGa)を含む。より具体的には、加工対象物1は、酸化ガリウムを含む基板11と、基板11上に形成されたデバイス層12と、を含む。基板11は、第1表面11s(例えば図1における表面3)と第1表面11sの反対側の第2表面11rとを含む。 Subsequently, a cutting method according to the embodiment will be described. FIG. 7 is a diagram showing a workpiece to be cut by the cutting method according to the present embodiment. FIG. 7(a) is a plan view, and FIG. 7(b) is a partial sectional view. The workpiece 1 shown in FIG. 7 includes gallium oxide (eg, Ga 2 O 3 ). More specifically, the workpiece 1 includes a substrate 11 containing gallium oxide and a device layer 12 formed on the substrate 11. The substrate 11 includes a first surface 11s (eg, surface 3 in FIG. 1) and a second surface 11r opposite to the first surface 11s.

基板11は、例えば、酸化ガリウム基板(例えばGa系基板)である。Ga系基板とは、β型の(AlGaIn(0≦x≦1、0≦y≦1、0≦z≦1、x+y+z=1)単結晶を母結晶とするβ-Ga系単結晶からなる基板であり、Cu、Ag、Zn、Cd、Al、In、Si、Ge、Sn、Mg、Nb、Fe等の不純物を含んでいてもよい。Ga系基板は、(100)面に強い劈開性を有し、主面(例えば第1表面11s)が(100)面の場合、剥離が生じ、主面が(100)面以外の面である場合には、劈開が生じやすい。このため、本実施形態に係る切断方法は、Ga系基板の主面の面方位に依らずに有効である。 The substrate 11 is, for example, a gallium oxide substrate (eg, a Ga 2 O 3 -based substrate). A Ga 2 O 3 - based substrate is a β - type ( Al A substrate made of β-Ga 2 O 3 -based single crystal to be crystallized, and may contain impurities such as Cu, Ag, Zn, Cd, Al, In, Si, Ge, Sn, Mg, Nb, Fe, etc. . Ga 2 O 3 based substrates have strong cleavability in the (100) plane, and if the main surface (for example, the first surface 11s) is the (100) plane, peeling will occur, and if the main surface is in a plane other than the (100) plane, If it is a plane, cleavage is likely to occur. Therefore, the cutting method according to this embodiment is effective regardless of the orientation of the main surface of the Ga 2 O 3 -based substrate.

デバイス層12は、第1表面11s上に形成されている。デバイス層12は、例えば結晶成長により形成された半導体動作層であって、第1表面11s上に2次元状に配列された複数のデバイス部13を含む。デバイス部13は、例えば、フォトダイオード等の受光素子、レーザダイオード等の発光素子、或いは回路として形成された回路素子等である。互いに隣り合うデバイス部13の間には、第1表面11sが露出した領域であるストリートSTが設けられている。ストリートSTは、例えば格子状に設けられている。切断予定ライン5は、ストリートSTに設定されている。すなわち、切断予定ライン5は、互いに隣り合うデバイス部13の間を通るように2次元格子状に設定されている。 The device layer 12 is formed on the first surface 11s. The device layer 12 is a semiconductor operating layer formed, for example, by crystal growth, and includes a plurality of device parts 13 arranged two-dimensionally on the first surface 11s. The device section 13 is, for example, a light receiving element such as a photodiode, a light emitting element such as a laser diode, or a circuit element formed as a circuit. A street ST, which is a region where the first surface 11s is exposed, is provided between the device parts 13 adjacent to each other. The streets ST are arranged, for example, in a grid pattern. The scheduled cutting line 5 is set to the street ST. That is, the planned cutting line 5 is set in a two-dimensional grid shape so as to pass between the device parts 13 adjacent to each other.

図8は、本実施形態に係る切断方法の概略を説明するための拡大斜視図である。図9は、図8の(a)に示された加工対象物の模式的な断面図である。図8,9においては、加工対象物1のうち、一対のデバイス部13のエッジに対応する部分、及び、一対のデバイス部13間のストリートSTに対応する部分のみを図示している。また、以下の図面においては、改質領域7をハッチングにより示すと共に、他の部分のハッチングを省略する場合がある。また、以下の図面においては、理解の容易化のため、X軸、Y軸、及び、Z軸によって規定される直交座標系を示す。 FIG. 8 is an enlarged perspective view for explaining the outline of the cutting method according to this embodiment. FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of the workpiece shown in FIG. 8(a). In FIGS. 8 and 9, only a portion of the workpiece 1 corresponding to the edges of the pair of device portions 13 and a portion corresponding to the street ST between the pair of device portions 13 are shown. Further, in the following drawings, the modified region 7 is shown by hatching, and the hatching of other parts may be omitted. Further, in the following drawings, a rectangular coordinate system defined by an X-axis, a Y-axis, and a Z-axis is shown for ease of understanding.

図8,9に示されるように、本実施形態に係る切断方法は、切断予定ライン5に沿って加工対象物1に改質領域7を形成する第1工程と、第1工程の後に、切断予定ライン5に沿って加工対象物1に切削具50を挿入することにより切断予定ライン5に沿って加工対象物1を切断する第2工程と、を含む。第1工程においては、後に詳述するように、第1表面11sをレーザ光Lの入射面としつつ切断予定ライン5に沿って加工対象物1(基板11)にレーザ光Lを照射することによって、切断予定ライン5に沿って加工対象物1に改質領域7を形成する。 As shown in FIGS. 8 and 9, the cutting method according to the present embodiment includes a first step of forming a modified region 7 on the workpiece 1 along the scheduled cutting line 5, and a cutting step after the first step. A second step of cutting the workpiece 1 along the planned cutting line 5 by inserting a cutting tool 50 into the workpiece 1 along the planned cutting line 5 is included. In the first step, as will be described in detail later, by irradiating the workpiece 1 (substrate 11) with the laser beam L along the cutting line 5 while making the first surface 11s the incident surface of the laser beam L. , a modified region 7 is formed in the workpiece 1 along the planned cutting line 5 .

レーザ光Lは、超短パルスレーザ光である。より具体的には、例えば、レーザ光Lの繰り返し周波数は200kHz、レーザ光Lの中心波長は1030nm、レーザ光Lのパルス幅は10ps以下(例えば数100fs以上10ps以下)である。 The laser beam L is an ultrashort pulse laser beam. More specifically, for example, the repetition frequency of the laser beam L is 200 kHz, the center wavelength of the laser beam L is 1030 nm, and the pulse width of the laser beam L is 10 ps or less (for example, several hundred fs or more and 10 ps or less).

第1工程においては、1つの切断予定ライン5に対して、当該切断予定ライン5に交差(直交)すると共に第1表面11sに沿った第1方向(ここではY軸方向)に配列されるように複数列(例えば25列、図示の例では5列)の改質領域7を形成することにより、複数列の改質領域7を含む改質部70を形成する。改質領域7は、第1方向、及び、第2表面11rから第1表面11sに向かう第2方向(ここではZ軸方向)に交差(直交)する第3方向(ここではX軸方向)に沿って列状に形成されている。また、第1工程においては、1つの切断予定ライン5に対して、第2方向に配列されるように複数列(例えば9列、図示の例では5列)の改質領域7を形成することにより、複数列の改質領域7を含む改質部70を形成する。これにより、改質部70は、切断予定ライン5に交差(直交)する断面内において、第1方向及び第2方向に沿って行列状に配列された複数の改質領域7を含むこととなる。 In the first step, for one scheduled cutting line 5, the lines are arranged so as to intersect (orthogonal to) the scheduled cutting line 5 and in a first direction (here, the Y-axis direction) along the first surface 11s. By forming a plurality of rows (for example, 25 rows, 5 rows in the illustrated example) of modified regions 7 in , a modified portion 70 including a plurality of rows of modified regions 7 is formed. The modified region 7 extends in a third direction (here, the X-axis direction) that intersects (orthogonally) with the first direction and the second direction (here, the Z-axis direction) from the second surface 11r to the first surface 11s. They are formed in rows along the line. Further, in the first step, a plurality of rows (for example, nine rows, five rows in the illustrated example) of modified regions 7 are formed so as to be arranged in the second direction with respect to one scheduled cutting line 5. Thus, a modified portion 70 including a plurality of rows of modified regions 7 is formed. As a result, the modified portion 70 includes a plurality of modified regions 7 arranged in a matrix along the first direction and the second direction in a cross section that intersects (perpendicularly intersects) the planned cutting line 5. .

1つの観点から、改質部70は、第3方向に沿って延びる列状の改質領域7が第2方向に沿って配列されて構成される(すなわち、第2方向及び第3方向に沿って延びる)改質層7mが、第1方向に複数積層されることによって構成されていると捉えられる。また、別の観点からは、改質部70は、第3方向に沿って延びる列状の改質領域7が第1方向に沿って配列されて構成される(すなわち、第1方向及び第3方向に沿って延びる)改質層7nが、第2方向に複数積層されることによって構成されているとも捉えられる。改質部70は、ここでは、第3方向に沿って延びる直方体状に形成される。なお、図9及び以降の図では、図示の容易化の観点から、互いに隣り合う改質領域7同士が互いに離間するように図示されているが、改質領域7は、部分的又は全体的に互いに連続して形成されていてもよい。 From one point of view, the modified region 70 is configured such that row-shaped modified regions 7 extending along the third direction are arranged along the second direction (that is, the modified regions 7 are arranged along the second direction and the third direction). It can be understood that the modified layer 7m (extending) is formed by laminating a plurality of modified layers 7m in the first direction. Moreover, from another viewpoint, the modified region 70 is configured such that row-shaped modified regions 7 extending along the third direction are arranged along the first direction (that is, the modified regions 7 extending in the first direction and the third direction are arranged in rows). It can also be considered that a plurality of modified layers 7n (extending along the direction) are laminated in the second direction. The modification portion 70 is formed here in a rectangular parallelepiped shape extending along the third direction. In addition, in FIG. 9 and the following figures, from the viewpoint of ease of illustration, the modified regions 7 that are adjacent to each other are illustrated as being separated from each other, but the modified regions 7 are partially or completely separated from each other. They may be formed continuously.

引き続いて、第1工程について詳細に説明する。図10及び図11は、第1工程を示す図である。図10の(b)及び図11の(b)においては、デバイス部13が省略されている。第1工程においては、図10の(a)に示されるように、まず、第1表面11sをレーザ光Lの入射面として、レーザ光Lの集光点Pを加工対象物1(基板11)の内部、又は第2表面11rに位置させる。そして、図10の(b)に示されるように、レーザ光Lの集光点Pを加工対象物1に対して相対移動させることにより、レーザ光Lを加工対象物1に照射する(スキャンする)。これにより、図11に示されるように、加工対象物1に改質領域7を形成する。ここでは、レーザ光Lを照射しながら、ステージ111を用いて、加工対象物1を走査することで改質領域7を形成する。スキャンスピード(集光点Pの相対移動の速さ)は500mm/sec以下、より好ましくは100mm/sec以下である。 Subsequently, the first step will be explained in detail. 10 and 11 are diagrams showing the first step. In FIG. 10(b) and FIG. 11(b), the device section 13 is omitted. In the first step, as shown in FIG. 10(a), first, the first surface 11s is used as the incident surface of the laser beam L, and the convergence point P of the laser beam L is set on the workpiece 1 (substrate 11). or on the second surface 11r. Then, as shown in FIG. 10(b), by moving the condensing point P of the laser beam L relative to the workpiece 1, the laser beam L is irradiated onto the workpiece 1 (scanning). ). Thereby, as shown in FIG. 11, a modified region 7 is formed in the workpiece 1. Here, the modified region 7 is formed by scanning the workpiece 1 using the stage 111 while irradiating the laser beam L. The scan speed (speed of relative movement of the focal point P) is 500 mm/sec or less, more preferably 100 mm/sec or less.

第1工程においては、図10の(b)に示されるように、第2方向におけるレーザ光Lの集光点Pの位置を維持しながら集光点Pを第1方向及び第3方向に沿って相対移動させる。これにより、図11の(a),(b)に示されるように、第1方向に沿って配列された複数列の改質領域7を形成することにより、複数列の改質領域7を含む改質層7nを形成する(改質層形成工程)。 In the first step, as shown in FIG. 10(b), while maintaining the position of the focal point P of the laser beam L in the second direction, the focal point P is moved along the first direction and the third direction. and move it relatively. Thereby, as shown in FIGS. 11(a) and 11(b), by forming a plurality of rows of modified regions 7 arranged along the first direction, a plurality of rows of modified regions 7 are included. A modified layer 7n is formed (modified layer forming step).

続いて、第1工程においては、第2方向におけるレーザ光Lの集光点Pの位置を変更しながら上記の改質層形成工程を繰り返すことによって、改質層7nを積層するように改質領域7を形成し、複数の改質層7nを含む改質部70を形成する(図9参照)。特に、第1工程においては、第2方向におけるレーザ光Lの集光点Pの位置を、第2表面11r側から第1表面11s側に順に変更しながら改質層形成工程を繰り返す。これにより、第2表面11r側から順に改質層7nが積層されることになる。また、第1工程においては、改質部70が、第1表面11s及び第2表面11rの両方に露出するように改質領域7を形成する。すなわち、ここでは、改質部70が、第2方向に沿って連続的に延在して第1表面11s及び第2表面11rに至るように改質領域7を形成する。さらに、第1工程においては、改質部70が切断予定ライン5に沿って加工対象物1の一端から他端に連続的に延在するように改質領域7を形成する。 Subsequently, in the first step, the above modified layer forming step is repeated while changing the position of the condensing point P of the laser beam L in the second direction, thereby modifying the modified layer 7n so that the modified layer 7n is laminated. A region 7 is formed, and a modified portion 70 including a plurality of modified layers 7n is formed (see FIG. 9). In particular, in the first step, the modified layer forming step is repeated while sequentially changing the position of the focal point P of the laser beam L in the second direction from the second surface 11r side to the first surface 11s side. Thereby, the modified layers 7n are stacked sequentially from the second surface 11r side. Furthermore, in the first step, the modified region 7 is formed such that the modified portion 70 is exposed on both the first surface 11s and the second surface 11r. That is, here, the modified region 7 is formed so that the modified portion 70 extends continuously along the second direction to reach the first surface 11s and the second surface 11r. Furthermore, in the first step, the modified region 7 is formed such that the modified portion 70 continuously extends from one end of the workpiece 1 to the other end along the cutting line 5.

以上の第1工程の後に、第2工程を実施する。第2工程においては、上述したように、切断予定ライン5に沿って加工対象物1に切削具50を挿入することにより切断予定ライン5に沿って加工対象物1を切断する。切削具50は、例えば、ブレードダイシングに用いられるブレードであって、円板状の本体部51と、本体部51の外周部に設けられた断面テーパ状の刃部52と、からなる。第2工程においては、このような切削具50を、本体部51の中心を回転軸として回転させながら、切断予定ライン5に沿って加工対象物1(基板11)に刃部52を接触させつつ挿入する。これにより、加工対象物1の一部を切削(除去)することにより、切断予定ライン5に沿って加工対象物1を切断する。 After the above first step, a second step is performed. In the second step, as described above, the workpiece 1 is cut along the cut line 5 by inserting the cutting tool 50 into the workpiece 1 along the cut line 5. The cutting tool 50 is, for example, a blade used for blade dicing, and includes a disc-shaped main body portion 51 and a blade portion 52 with a tapered cross section provided on the outer circumference of the main body portion 51. In the second step, such a cutting tool 50 is rotated about the center of the main body 51 as the rotation axis while bringing the blade 52 into contact with the workpiece 1 (substrate 11) along the planned cutting line 5. insert. Thereby, the workpiece 1 is cut along the planned cutting line 5 by cutting (removing) a part of the workpiece 1 .

ここで、図12に示されるように、第1工程においては、切削具50との関係から、改質部70の寸法や形状を規定しつつ改質領域7を形成する。切削具50との関係から改質部70の寸法や形状を規定することは、加工対象物1における切削具50により切削(除去)される部分の状態(全体が改質されているか否か等)を規定することになる。本実施形態においては、第1工程において、第1方向における改質部70の幅W70が、第1方向における切削具50(本体部51)の幅W50よりも大きくなるように、改質領域7を形成する。したがって、ここでは、加工対象物1における切削具50により切削(除去)される部分は、その全体が改質された領域となる。 Here, as shown in FIG. 12, in the first step, the modified region 7 is formed while defining the dimensions and shape of the modified portion 70 from the relationship with the cutting tool 50. Defining the dimensions and shape of the modified portion 70 in relation to the cutting tool 50 is based on the condition of the portion of the workpiece 1 to be cut (removed) by the cutting tool 50 (such as whether the entire portion is modified or not). ). In the present embodiment, in the first step, the modified region 7 form. Therefore, here, the entire portion of the workpiece 1 that is cut (removed) by the cutting tool 50 is a modified region.

これにより、加工対象物1からチップが形成される。図13は、本実施形態に係る切断方法により形成されたチップを示す斜視図である。図13に示されるように、チップCは、基板11から形成された基板11Cと、デバイス層12から形成されたデバイス層12C(デバイス部13)と、を備える。基板11Cは、例えば酸化ガリウム基板である。また、基板11Cは、基板11と同様に、第1表面11sと、第1表面11sの反対側の第2表面11rと、を含む。さらに、基板11Cは、第1表面11sと第2表面11rとを接続する側面11pを含む。ここでは、略直方体状の基板11Cにおける第1表面11sと第2表面11r以外の面が側面11pである。 As a result, chips are formed from the workpiece 1. FIG. 13 is a perspective view showing a chip formed by the cutting method according to this embodiment. As shown in FIG. 13, the chip C includes a substrate 11C formed from the substrate 11 and a device layer 12C (device section 13) formed from the device layer 12. The substrate 11C is, for example, a gallium oxide substrate. Further, like the substrate 11, the substrate 11C includes a first surface 11s and a second surface 11r opposite to the first surface 11s. Further, the substrate 11C includes a side surface 11p connecting the first surface 11s and the second surface 11r. Here, the surfaces other than the first surface 11s and the second surface 11r of the substantially rectangular parallelepiped substrate 11C are the side surfaces 11p.

上述したように、改質部70の幅W70が切削具50の幅W50よりも大きく、且つ、加工対象物1における切削具50により切除(除去)される領域の全体が改質領域7(改質部70)である。したがって、加工対象物1の切断面には、改質領域7が残存する。換言すれば、切断面である側面11pは、その全体にわたって、改質領域7(改質部70の一部70C)により構成される。また側面11pは、例えば切削具50の切削痕により、改質領域7から延びる亀裂を外部応力により進展させた切断により得られる切断面や、劈開面に比べて粗くなっている。 As described above, the width W70 of the modified portion 70 is larger than the width W50 of the cutting tool 50, and the entire region of the workpiece 1 to be cut (removed) by the cutting tool 50 is the modified region 7 (modified region 70). The mass part 70). Therefore, the modified region 7 remains on the cut surface of the workpiece 1. In other words, the entire side surface 11p, which is a cut surface, is constituted by the modified region 7 (part 70C of the modified portion 70). Further, the side surface 11p is rougher than a cut surface or a cleavage surface obtained by cutting a crack extending from the modified region 7 that is caused to grow by external stress due to cutting marks of the cutting tool 50, for example.

デバイス層12Cは、例えば、エピタキシャル成長により基板11上に形成されたホモエピタキシャル膜、もしくはヘテロエピタキシャル膜を含む。また、デバイス層12Cは、例えば、基板11Cと反対の表面側に形成された電極等を含み得る。さらに、基板11Cの第2表面11rには、別の電極等が形成され得る。以上のように構成されるチップCは、一例として、LED等の半導体光素子、又は、ダイオードやトランジスタ等の半導体パワーデバイスである。 The device layer 12C includes, for example, a homoepitaxial film or a heteroepitaxial film formed on the substrate 11 by epitaxial growth. Further, the device layer 12C may include, for example, an electrode formed on the surface opposite to the substrate 11C. Further, another electrode or the like may be formed on the second surface 11r of the substrate 11C. The chip C configured as described above is, for example, a semiconductor optical device such as an LED, or a semiconductor power device such as a diode or a transistor.

以上説明したように、本実施形態に係る切断方法においては、切断の対象である加工対象物1(基板11)が酸化ガリウムを含む。したがって、ブレードダイシングのみによって加工対象物1を切断する場合には、切断レートを低下させる必要がある。また、加工対象物1に対して外力を加えて改質領域7を起点とした切断を行う場合には、酸化ガリウムの劈開面の影響が生じやすい。これに対して、本実施形態に係る切断方法においては、第1工程において、切断予定ライン5に沿って改質領域7を形成すると共に、第2工程において、切断予定ライン5に沿って加工対象物1に切削具50を挿入することにより加工対象物1を切断する。 As explained above, in the cutting method according to the present embodiment, the workpiece 1 (substrate 11) to be cut contains gallium oxide. Therefore, when cutting the workpiece 1 only by blade dicing, it is necessary to reduce the cutting rate. Furthermore, when applying an external force to the workpiece 1 and performing cutting starting from the modified region 7, the influence of the cleavage plane of gallium oxide is likely to occur. On the other hand, in the cutting method according to the present embodiment, in the first step, the modified region 7 is formed along the planned cutting line 5, and in the second step, the modified region 7 is formed along the planned cutting line 5. The workpiece 1 is cut by inserting the cutting tool 50 into the object 1.

このように、改質領域7の形成により脆くなった(例えば酸化ガリウムの結晶性が低下した)状態において切削を行うことにより、劈開の影響を抑制しながら加工対象物1を切断することが可能となる。特に、第1工程においては、1つの切断予定ライン5に対して複数列の改質領域7を含む改質部70を形成する。このため、一定の幅W50を有する切削具50を用いて高速で改質部70の切削が可能となる。よって、本実施形態に係る切断方法によれば、酸化ガリウムを含む加工対象物1を劈開の影響を抑制しながら高速で切断可能となる。なお、ここでの切削具50による切削(ブレードダイシング)のスピードは、一例として、従来の10倍以上、又は、2mm/sec以上とすることができる。 In this way, by performing cutting in a state that has become brittle due to the formation of the modified region 7 (for example, the crystallinity of gallium oxide has decreased), it is possible to cut the workpiece 1 while suppressing the influence of cleavage. becomes. In particular, in the first step, a modified portion 70 including a plurality of rows of modified regions 7 is formed for one scheduled cutting line 5 . Therefore, the modified portion 70 can be cut at high speed using the cutting tool 50 having a constant width W50. Therefore, according to the cutting method according to the present embodiment, the workpiece 1 containing gallium oxide can be cut at high speed while suppressing the influence of cleavage. Note that the speed of cutting (blade dicing) by the cutting tool 50 here can be, for example, 10 times or more of the conventional speed, or 2 mm/sec or more.

また、本実施形態に係る切断方法においては、第1工程において、1つの切断予定ライン5に対して、第2表面11rから第1表面11sに向かう第2方向に配列されるように複数列の改質領域7を形成することにより改質部70を形成してもよい。この場合、加工対象物1の厚さ方向(第2方向)に改質部70が延在することになるため、劈開の影響を確実に抑制しながらより高速での切断が可能となる。 In the cutting method according to the present embodiment, in the first step, a plurality of rows are arranged in a second direction from the second surface 11r toward the first surface 11s with respect to one scheduled cutting line 5. The modified portion 70 may be formed by forming the modified region 7. In this case, since the modified portion 70 extends in the thickness direction (second direction) of the workpiece 1, it is possible to cut at a higher speed while reliably suppressing the influence of cleavage.

また、本実施形態に係る切断方法においては、第1工程において、第2方向におけるレーザ光Lの集光点Pの位置を維持しながら複数列の改質領域7を形成して複数列の改質領域7を含む改質層7nを形成する改質層形成工程を、第2方向におけるレーザ光Lの集光点Pの位置を変更しながら繰り返すことによって、複数の改質層7nを含む改質部70を形成する。このように、加工対象物1の厚さ方向(第2方向)に沿って改質層7nを積層するようにして改質部70を構成すれば、厚さ方向に対する改質部70の形状や状態の制御が容易となる。 Further, in the cutting method according to the present embodiment, in the first step, a plurality of rows of modified regions 7 are formed while maintaining the position of the focal point P of the laser beam L in the second direction. By repeating the modified layer forming step of forming a modified layer 7n including a plurality of modified layers 7n while changing the position of the focal point P of the laser beam L in the second direction, a modified layer 7n including a plurality of modified layers 7n is formed. A mass part 70 is formed. In this way, if the modified part 70 is configured by laminating the modified layers 7n along the thickness direction (second direction) of the workpiece 1, the shape of the modified part 70 in the thickness direction can be changed. It becomes easier to control the state.

特に、本実施形態に係る切断方法においては、第1工程において、第2方向におけるレーザ光Lの集光点Pの位置を、第2表面11r側から第1表面11s側に順に変更しながら改質層形成工程を繰り返すことにより、複数の改質層7nを含む改質部70を形成する。このため、レーザ光Lの入射面である第1表面11sと反対側の第2表面11r側から改質領域7を形成していくことになるので、先に形成された改質領域7の影響を受けることなく後の改質領域7を形成可能である。 In particular, in the cutting method according to the present embodiment, in the first step, the position of the focal point P of the laser beam L in the second direction is sequentially changed from the second surface 11r side to the first surface 11s side. By repeating the layer forming process, a modified portion 70 including a plurality of modified layers 7n is formed. Therefore, since the modified region 7 is formed from the second surface 11r side opposite to the first surface 11s, which is the incident surface of the laser beam L, the influence of the previously formed modified region 7 It is possible to form the subsequent modified region 7 without receiving any damage.

また、本実施形態に係る切断方法においては、第1工程において、第1方向における改質部70の幅W70が第1方向における切削具50の幅W50よりも大きくなるように改質領域7を形成する。このため、十分な切削代を確保し、劈開の影響をより確実に抑制可能である。 Further, in the cutting method according to the present embodiment, in the first step, the modified region 7 is formed such that the width W70 of the modified portion 70 in the first direction is larger than the width W50 of the cutting tool 50 in the first direction. Form. Therefore, it is possible to secure a sufficient cutting allowance and suppress the influence of cleavage more reliably.

さらに、本実施形態に係る切断方法においては、第1工程において、改質部70が切断予定ライン5に沿って加工対象物1の一端から他端に連続的に延在するように改質領域7を形成する。このため、加工対象物1の全長にわたって、劈開の影響を確実に抑制しながらの切断が可能となる。 Furthermore, in the cutting method according to the present embodiment, in the first step, the modified region 70 extends continuously from one end of the workpiece 1 to the other end along the cutting line 5. form 7. Therefore, it is possible to cut the workpiece 1 over its entire length while reliably suppressing the influence of cleavage.

以上の実施形態は、本発明に係る切断方法の一実施形態を説明したものである。したがって、本発明に係る切断方法は、上述した切断方法に限定されず任意に変形可能である。 The above embodiment describes one embodiment of the cutting method according to the present invention. Therefore, the cutting method according to the present invention is not limited to the above-mentioned cutting method and can be modified as desired.

また、図14及び図15に示されるように、切断予定ライン5に交差する断面(第1方向及び第2方向に沿った断面)における改質部70の形状を変更してもよい。図14の(a)の例では、改質部70の断面形状が、第1表面11sから第2表面11rに向かうにつれて縮小するようなテーパ状の断面形状となるように改質領域7を形成している。図14の(b)の例では、改質部70の断面形状が、第1表面11sから第2表面11rに向かうにつれて拡大するようなテーパ状の断面形状となるように改質領域7を形成している。 Further, as shown in FIGS. 14 and 15, the shape of the modified portion 70 in a cross section intersecting the planned cutting line 5 (a cross section along the first direction and the second direction) may be changed. In the example shown in FIG. 14A, the modified region 7 is formed so that the modified portion 70 has a tapered cross-sectional shape that decreases from the first surface 11s toward the second surface 11r. are doing. In the example of FIG. 14(b), the modified region 7 is formed so that the modified section 70 has a tapered cross-sectional shape that expands from the first surface 11s toward the second surface 11r. are doing.

また、図15の(a)の例では、改質部70の断面形状が、第1表面11sから第2表面11rに向かうにつれて一旦縮小した後に拡大するような断面形状となるように改質領域7を形成している。図15の(b)の例では、改質部70の断面形状が、第1表面11sから第2表面11rに向かうにつれて一旦拡大した後に縮小するような断面形状となるように改質領域7を形成している。さらに、図15の(c)の例では、改質部70の断面形状が、第1表面11sから第2表面11rに向かうにつれて複数回屈曲する波状となるように改質領域7を形成している。これらの例のように、改質部70断面形状は、例えば切削具50の形状等に応じて適宜選択し得る。なお、改質部70の平面視における態様(例えば形状)も、例えば切削具50の形状等に応じて適宜選択し得る。 In the example of FIG. 15(a), the modified area is arranged such that the cross-sectional shape of the modified portion 70 is such that it once shrinks and then expands as it goes from the first surface 11s to the second surface 11r. 7 is formed. In the example of FIG. 15(b), the modified region 7 is formed so that the cross-sectional shape of the modified portion 70 expands once and then contracts as it goes from the first surface 11s to the second surface 11r. is forming. Furthermore, in the example of FIG. 15(c), the modified region 7 is formed so that the cross-sectional shape of the modified portion 70 is wavy, which is bent multiple times from the first surface 11s toward the second surface 11r. There is. As in these examples, the cross-sectional shape of the modified portion 70 can be appropriately selected depending on, for example, the shape of the cutting tool 50 and the like. Note that the aspect (for example, shape) of the modified portion 70 in plan view can also be selected as appropriate depending on, for example, the shape of the cutting tool 50 and the like.

なお、上記実施形態においては、第1方向及び第3方向に沿って延びる改質層7nを第2表面11r側から積層するように改質領域7を形成する例を説明した。しかしながら、改質層7nを第1表面11s側から順に積層するように改質領域7を形成してもよいし、第2方向及び第3方向に沿って延びる改質層7mを順に積層するように改質領域7を形成してもよい。さらには、別の順序に応じて改質領域7を形成してもよい。 In addition, in the said embodiment, the example which formed the modified region 7 so that 7 n of modified layers extended along a 1st direction and a 3rd direction may be laminated|stacked from the 2nd surface 11r side was demonstrated. However, the modified region 7 may be formed by sequentially stacking the modified layers 7n from the first surface 11s side, or by stacking the modified layers 7m extending along the second and third directions in order. The modified region 7 may be formed in the. Furthermore, the modified regions 7 may be formed in a different order.

1…加工対象物、5…切断予定ライン、7…改質領域、7n…改質層、11C…基板、11s…第1表面、11r…第2表面、11p…側面、12C…デバイス層、50…切削具、70…改質部、C…チップ、L…レーザ光、P…集光点、W50,W70…幅。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Workpiece, 5... Cutting line, 7... Modified area, 7n... Modified layer, 11C... Substrate, 11s... First surface, 11r... Second surface, 11p... Side surface, 12C... Device layer, 50 ...Cutting tool, 70... Modification part, C... Chip, L... Laser light, P... Focus point, W50, W70... Width.

Claims (6)

第1表面及び前記第1表面の反対側の第2表面を有し、酸化ガリウムを含む加工対象物を切断予定ラインに沿って切断する切断方法であって、
前記第1表面をレーザ光の入射面として前記切断予定ラインに沿って前記加工対象物にレーザ光を照射することにより、前記切断予定ラインに沿って前記加工対象物に改質領域を形成する第1工程と、
前記第1工程の後に、前記切断予定ラインに沿って前記加工対象物に切削具を挿入することにより前記切断予定ラインに沿って前記加工対象物を切断する第2工程と、
を備え、
前記第1工程においては、1つの前記切断予定ラインに対して、少なくとも、前記切断予定ラインに交差すると共に前記第1表面に沿った第1方向に配列されるように複数列の改質領域を形成することにより、複数列の前記改質領域を含む改質部を形成し、
前記第2表面から前記第1表面に向かう方向を第2方向とし、前記第1方向及び前記第2方向に交差する方向を第3方向としたとき、前記第1工程では、前記第3方向に沿って延びる列状の前記改質領域が前記第2方向に沿って配列されて構成される改質層を、前記第1方向に複数積層することによって前記改質部を形成する、
切断方法。
A cutting method that has a first surface and a second surface opposite to the first surface, and cuts a workpiece containing gallium oxide along a scheduled cutting line,
forming a modified region in the workpiece along the cutting line by irradiating the workpiece with a laser beam along the cutting line using the first surface as a laser beam incidence plane; 1 process and
After the first step, a second step of cutting the workpiece along the planned cutting line by inserting a cutting tool into the workpiece along the planned cutting line;
Equipped with
In the first step, for one scheduled cutting line, at least a plurality of rows of modified regions are arranged so as to intersect the scheduled cutting line and are arranged in a first direction along the first surface. forming a modified portion including a plurality of rows of the modified regions;
When a direction from the second surface to the first surface is defined as a second direction, and a direction intersecting the first direction and the second direction is defined as a third direction, in the first step, in the third direction, forming the modified portion by laminating a plurality of modified layers in the first direction, each of which has row-shaped modified regions arranged along the second direction;
Cutting method.
第1表面及び前記第1表面の反対側の第2表面を有し、酸化ガリウムを含む加工対象物を切断予定ラインに沿って切断する切断方法であって、
前記第1表面をレーザ光の入射面として前記切断予定ラインに沿って前記加工対象物にレーザ光を照射することにより、前記切断予定ラインに沿って前記加工対象物に改質領域を形成する第1工程と、
前記第1工程の後に、前記切断予定ラインに沿って前記加工対象物に切削具を挿入することにより前記切断予定ラインに沿って前記加工対象物を切断する第2工程と、
を備え、
前記第1工程においては、1つの前記切断予定ラインに対して、少なくとも、前記切断予定ラインに交差すると共に前記第1表面に沿った第1方向に配列されるように複数列の改質領域を形成することにより、複数列の前記改質領域を含む改質部を形成し、
前記第2表面から前記第1表面に向かう方向を第2方向とし、前記第1方向及び前記第2方向に交差する方向を第3方向としたとき、前記第1工程では、前記第3方向に沿って延びる列状の前記改質領域が前記第1方向に沿って配列されて構成される改質層を、前記第2方向に複数積層することによって前記改質部を形成する、
切断方法。
A cutting method that has a first surface and a second surface opposite to the first surface, and cuts a workpiece containing gallium oxide along a scheduled cutting line,
forming a modified region in the workpiece along the cutting line by irradiating the workpiece with a laser beam along the cutting line using the first surface as a laser beam incidence plane; 1 process and
After the first step, a second step of cutting the workpiece along the planned cutting line by inserting a cutting tool into the workpiece along the planned cutting line;
Equipped with
In the first step, for one scheduled cutting line, at least a plurality of rows of modified regions are arranged so as to intersect the scheduled cutting line and are arranged in a first direction along the first surface. forming a modified portion including a plurality of rows of the modified regions;
When a direction from the second surface to the first surface is defined as a second direction, and a direction intersecting the first direction and the second direction is defined as a third direction, in the first step, in the third direction, forming the modified portion by stacking a plurality of modified layers in the second direction, each of which has row-shaped modified regions arranged along the first direction;
Cutting method.
前記第1工程では、前記切断予定ラインに交差する断面における前記改質部の断面形状が、前記第1表面から前記第2表面に向かうにつれて縮小するようなテーパ状、又は、前記第1表面から前記第2表面に向かうにつれて拡大するようなテーパ状となるように、前記改質部を形成する、
請求項1又は2に記載の切断方法。
In the first step, the cross-sectional shape of the modified portion in a cross section intersecting the planned cutting line is tapered such that it decreases from the first surface toward the second surface, or from the first surface to the second surface. forming the modified portion so as to have a tapered shape that increases toward the second surface;
The cutting method according to claim 1 or 2.
前記第1工程では、前記切断予定ラインに交差する断面における前記改質部の断面形状が、前記第1表面から前記第2表面に向かうにつれて一旦縮小した後に拡大するような断面形状、前記第1表面から前記第2表面に向かうにつれて一旦拡大した後に縮小するような断面形状、又は、前記第1表面から前記第2表面に向かうにつれて複数回屈曲する波状となるように、前記改質部を形成する、
請求項1又は2に記載の切断方法。
In the first step, the cross-sectional shape of the modified portion in a cross section intersecting the planned cutting line is such that the cross-sectional shape is once reduced and then expanded as it goes from the first surface to the second surface; The modified portion is formed so as to have a cross-sectional shape that expands once and then shrinks from the surface toward the second surface, or has a wavy shape that bends multiple times as it goes from the first surface toward the second surface. do,
The cutting method according to claim 1 or 2.
前記第1工程においては、前記第1方向における前記改質部の幅が前記第1方向における前記切削具の幅よりも大きくなるように前記改質領域を形成する、
請求項1~4のいずれか一項に記載の切断方法。
In the first step, the modified region is formed such that the width of the modified portion in the first direction is larger than the width of the cutting tool in the first direction.
The cutting method according to any one of claims 1 to 4.
前記第1工程においては、前記改質部が前記切断予定ラインに沿って前記加工対象物の一端から他端に連続的に延在するように前記改質領域を形成する、
請求項1~5のいずれか一項に記載の切断方法。
In the first step, the modified region is formed so that the modified portion continuously extends from one end of the workpiece to the other end along the planned cutting line.
The cutting method according to any one of claims 1 to 5.
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