JPH10323779A - Method for cutting si substrate - Google Patents

Method for cutting si substrate

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Publication number
JPH10323779A
JPH10323779A JP10049390A JP4939098A JPH10323779A JP H10323779 A JPH10323779 A JP H10323779A JP 10049390 A JP10049390 A JP 10049390A JP 4939098 A JP4939098 A JP 4939098A JP H10323779 A JPH10323779 A JP H10323779A
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JP
Japan
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substrate
laser beam
cutting
cut
laser
Prior art date
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Pending
Application number
JP10049390A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsuyuki Imoto
克之 井本
Keiichi Osono
啓一 於曽能
Shinobu Sato
佐藤  忍
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Cable Ltd
Original Assignee
Hitachi Cable Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Cable Ltd filed Critical Hitachi Cable Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method capable of conducting evaporating cutting or split cutting of a Si substrate. SOLUTION: A Si substrate 3 is cut by the local thermal shock generated by the processes namely; a process to have the Si substrate 3 heated by the irradiation of a laser beam 2-2, and a process to cut the heating. That is, the Si substrate 3 is cut by the process wherein the Si substrate 3 absorbs the laser beam 2-2 instantaneously and is heated rapidly, and the process that stops the irradiation of the laser beam 2-2 and sprays the gas to quickly cools the Si substrate 3. Furthermore, since the laser beam of about 9 μm wave length is most absorbed by the Si substrate 3, cutting is promoted by irradiating the Si substrate 3 with a CO2 laser beam chosen in a range of 9.1 μm-9.4 μm oscillation wave length.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、Si基板の切断方
法に関し、特にCO2 レーザビームにより非接触で切断
するSi基板の切断方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for cutting a Si substrate, and more particularly to a method for cutting a Si substrate in a non-contact manner by using a CO 2 laser beam.

【0002】[0002]

【従来の技術】最近、ガラス材料や磁性材料、半導体材
料、さらには誘電体材料等からなる基板に、電子回路や
光回路等を実装したデバイスの製品開発が活発に行われ
るようになってきた。これらのデバイスは、基板の中或
いは表(又は裏)面に数個から数千個形成されているの
で、最後の工程で、基板を切断してそれぞれのデバイス
を分離しなければならない。基板の切断・分離方法とし
てはダイヤモンドブレードダイシングを行うか、レーザ
光を照射してスクライビングを行う方法が用いられてい
る。
2. Description of the Related Art In recent years, the development of devices in which electronic circuits, optical circuits, and the like are mounted on a substrate made of a glass material, a magnetic material, a semiconductor material, a dielectric material, or the like has been actively performed. . Since several to thousands of these devices are formed in the substrate or on the front (or back) surface, in the final step, the substrate must be cut to separate each device. As a method of cutting and separating the substrate, a method of performing diamond blade dicing or scribing by irradiating a laser beam is used.

【0003】図8は、本出願人が先に出願したCO2
ーザ光の照射によるガラスの切断装置(特願平5−63
775号)を示す概念図である。
FIG. 8 shows an apparatus for cutting glass by irradiating a CO 2 laser beam previously filed by the present applicant (Japanese Patent Application No. 5-63).
775).

【0004】この装置は、CO2 レーザ(炭酸ガスレー
ザ)801から照射されレンズ806で集光されたレー
ザ光Lの周りにアシストガス導入管802からアシスト
ガスGを吹き付け、このレーザ光Lをベース803上の
ガラス基板804に照射して、このガラス基板804を
二つの基板A及びBに切断する際に、ガラス基板804
をA側及びB側でそれぞれベース803に真空吸着して
固定するものである。
In this apparatus, an assist gas G is blown from an assist gas introduction pipe 802 around a laser beam L irradiated from a CO 2 laser (carbon dioxide laser) 801 and collected by a lens 806, and the laser beam L is applied to a base 803. By irradiating the upper glass substrate 804 and cutting the glass substrate 804 into two substrates A and B, the glass substrate 804
Are vacuum-adsorbed and fixed to the base 803 on the A side and the B side, respectively.

【0005】ベース803のA側、B側間に形成した溝
805はレーザ光Lがガラス基板804を貫通するよう
にしたものであり、溝805があることにより、切断中
の状態を保持することができる。
The groove 805 formed between the A side and the B side of the base 803 allows the laser beam L to penetrate the glass substrate 804, and the presence of the groove 805 allows the cutting state to be maintained. Can be.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで図8に示した
従来の切断装置を用いてガラス基板を切断することがで
きても、Si基板を蒸発切断或いは割断切断(熱応力に
よる亀裂を発生させ、その亀裂をCO2 レーザ光の軌跡
によって進展させて割ること)により、切断加工するこ
とができなかった。
By the way, even if the glass substrate can be cut using the conventional cutting apparatus shown in FIG. 8, the Si substrate is cut by evaporation or splitting (a crack due to thermal stress is generated. The crack was developed by the trajectory of the CO 2 laser beam and divided.

【0007】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、Si基板を蒸発切断或いは割断切断できる切断方法
を提供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide a cutting method capable of evaporating or cleaving a Si substrate.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、Si基板に、発振波長が9.1μm〜9.
4μmの範囲から選ばれたCO2 レーザビームを照射し
ながらSi基板を移動させることによってSi基板を切
断するものである。
In order to achieve the above object, the present invention provides an Si substrate having an oscillation wavelength of 9.1 μm to 9.1 μm.
This is to cut the Si substrate by moving the Si substrate while irradiating a CO 2 laser beam selected from a range of 4 μm.

【0009】また、本発明は、Si基板に、発振波長が
9.1μm〜9.4μmの範囲から選ばれたCO2 レー
ザビームを照射しながらCO2 レーザビームを移動させ
ることによってSi基板を切断するものである。
Further, the present invention cuts a Si substrate by moving a CO 2 laser beam while irradiating the Si substrate with a CO 2 laser beam having an oscillation wavelength selected from a range of 9.1 μm to 9.4 μm. Is what you do.

【0010】上記構成に加え本発明は、CO2 レーザビ
ームの照射方向に沿ってN2 、O2、Ar、空気等のガ
スを吹き付けながらSi基板を切断するのが好ましい。
In the present invention, in addition to the above structure, it is preferable to cut the Si substrate while blowing a gas such as N 2 , O 2 , Ar, or air along the irradiation direction of the CO 2 laser beam.

【0011】上記構成に加え本発明は、CO2 レーザビ
ームの通過する溝或いはスリットが形成された基板ホル
ダ上に、Si基板を載置し、CO2 レーザビームをSi
基板に照射するのが好ましい。
In addition to the above-described structure, the present invention provides a method of mounting a Si substrate on a substrate holder having a groove or a slit through which a CO 2 laser beam passes, and applying the CO 2 laser beam to the Si holder.
Irradiation to the substrate is preferred.

【0012】上記構成に加え本発明は、Si基板は蒸発
切断か割断切断のいずれかによって切断されるのが好ま
しい。
In the present invention, in addition to the above structure, it is preferable that the Si substrate is cut by either evaporative cutting or split cutting.

【0013】上記構成に加え本発明は、表面、裏面或い
は両面に絶縁膜が形成されたSi基板を切断するのが好
ましい。
In the present invention, in addition to the above structure, it is preferable to cut the Si substrate having the insulating film formed on the front surface, the back surface, or both surfaces.

【0014】上記構成に加え本発明は、発振波長が9.
1μm〜9.4μmの範囲のCO2レーザビームはグレ
ーティングによって選択的に取出されたCO2 レーザビ
ームであるのが好ましい。
According to the present invention, in addition to the above-described configuration, the oscillation wavelength is 9.
The CO 2 laser beam in the range of 1 μm to 9.4 μm is preferably a CO 2 laser beam selectively extracted by a grating.

【0015】本発明によれば、レーザビームをSi基板
に照射して加熱する工程と停止する工程とによって、S
i基板に局所的に熱衝撃が加わって切断される。すなわ
ち、Si基板に瞬間的にレーザビームを吸収させて急加
熱する工程と、レーザビーム照射を停止し、かつガスを
吹き付けてSi基板を急冷却する工程とによってSi基
板が切断される。
According to the present invention, the step of irradiating the laser beam to the Si substrate and heating the same and the step of stopping the laser beam make it possible to reduce the
The i-substrate is locally cut by thermal shock. That is, the Si substrate is cut by the step of instantaneously absorbing the laser beam and rapidly heating the Si substrate, and the step of stopping the laser beam irradiation and rapidly blowing the gas to cool the Si substrate.

【0016】ここで、Si基板にレーザビームが吸収さ
れるためのレーザビームの波長を調べた。図2はSiの
分光透過率特性を示す図であり、横軸が波長、縦軸が透
過率を示す。その結果、波長9μm付近のレーザビーム
が最もSi基板に吸収されることが分かった。このよう
な波長のレーザビームを実現するためには、CO2 レー
ザ発振器の発振波長を有効に利用すればよい。
Here, the wavelength of the laser beam for absorbing the laser beam into the Si substrate was examined. FIG. 2 is a diagram showing the spectral transmittance characteristics of Si, in which the horizontal axis represents wavelength and the vertical axis represents transmittance. As a result, it was found that the laser beam having a wavelength of about 9 μm was most absorbed by the Si substrate. In order to realize a laser beam having such a wavelength, the oscillation wavelength of a CO 2 laser oscillator may be effectively used.

【0017】図3はCO2 レーザの発振スペクトラム特
性を示す図であり、横軸が波長、縦軸が利得を示してい
る。
FIG. 3 is a diagram showing the oscillation spectrum characteristics of the CO 2 laser, wherein the horizontal axis indicates the wavelength and the vertical axis indicates the gain.

【0018】CO2 レーザ発振器は同図に示すように、
9.1μm〜11.3μmの広い波長域でマルチモード
発振をしている。このため、CO2 レーザ発振器の光共
振器(フロント側のミラーとリア側のミラー)のうちの
リア側のミラーの代わりにグレーティングを設け、グレ
ーティングの反射角度を調節することにより、Si基板
への吸収が大きい波長域9.1μm〜9.4μmの範囲
から選択的に一つの波長で発振しているレーザビームを
取出すことができることが分かった。
The CO 2 laser oscillator, as shown in the figure,
Multi-mode oscillation is performed in a wide wavelength range of 9.1 μm to 11.3 μm. For this reason, a grating is provided in place of the rear side mirror of the optical resonator (the front side mirror and the rear side mirror) of the CO 2 laser oscillator, and the reflection angle of the grating is adjusted. It has been found that a laser beam oscillating at one wavelength can be selectively extracted from a wavelength range where absorption is large, from 9.1 μm to 9.4 μm.

【0019】特に図2から分かるように、上述した波長
帯の中でも9.2μm〜9.3μmの波長帯から発振波
長を選べば、高いレーザビーム出力が得られ、切断速度
を速くすることができる。
As can be seen particularly from FIG. 2, if an oscillation wavelength is selected from the wavelength band of 9.2 μm to 9.3 μm among the above-mentioned wavelength bands, a high laser beam output can be obtained and the cutting speed can be increased. .

【0020】次に、Si基板を蒸発切断する場合には、
熱衝撃を与える他に、切断面にマイクロクラックが発生
しないようにすることと、溶融によって切断面がだれな
いようにすることと、切断面近傍にパーティクル(粒
子)が付着しないようにすることが重要である。そのた
めには、レーザビームの照射方向に沿ってN2 、O2
Ar、空気等のガスを吹き付けて急加熱、急冷却及びド
ライクリーン化を図る必要がある。
Next, when evaporating and cutting the Si substrate,
In addition to applying thermal shock, it is necessary to prevent micro-cracks from occurring on the cut surface, to prevent the cut surface from being melted, and to prevent particles (particles) from adhering near the cut surface. is important. For that purpose, N 2 , O 2 ,
It is necessary to achieve rapid heating, rapid cooling and dry clean by spraying a gas such as Ar or air.

【0021】また、熱応力による割断によってSi基板
を切断する場合にも急加熱によるSi基板のレーザビー
ム照射面の急激な熱膨張過程と、ガス吹付けと、レーザ
ビームの移動による急激な冷却(温度変化)による急圧
縮過程とを瞬時に設けることが重要である。
Also, when the Si substrate is cut by cleavage due to thermal stress, a rapid thermal expansion process of the laser beam irradiated surface of the Si substrate by rapid heating, gas blowing, and rapid cooling by laser beam movement ( It is important to instantaneously provide a rapid compression process due to temperature change).

【0022】これらのためには、ガスの吹付けと、被切
断用Si基板の移動か或いはレーザビームの移動の機構
が必要である。さらに超局所的なレーザビーム照射、停
止による急速加熱、冷却を実現するためには、Si基板
を保持する基板ホルダにレーザビームの通過する溝或い
はスリットが形成されていることが重要である。尚、S
i基板の表面、裏面或いは両面に、SiO2 、SiO
N、SiO2 にP、Ge、Ti、B、Sb、Zn、N
a、Li、K等のドーパントが少なくとも一種類添加さ
れたもの、Si3 4 等の膜が形成されたものを用いれ
ば、これらの膜へのレーザビームの吸収が促進されるの
で、より効果的に切断を行うことができる。
For this purpose, a mechanism for blowing gas and moving the Si substrate to be cut or moving the laser beam is required. Furthermore, in order to realize ultra-local laser beam irradiation and rapid heating and cooling by stopping, it is important that a groove or slit through which a laser beam passes is formed in a substrate holder that holds a Si substrate. Note that S
SiO 2 , SiO 2 on the front, back or both sides of the i-substrate
N, P to SiO 2, Ge, Ti, B , Sb, Zn, N
If a material to which at least one kind of dopant such as a, Li, K or the like is added, or a material having a film formed of Si 3 N 4 or the like is used, the absorption of the laser beam into these films is promoted, so that more effect is obtained. The cutting can be performed in an appropriate manner.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて詳述する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

【0024】図1は本発明のSi基板の切断方法を適用
した切断装置の概念図を示す図である。
FIG. 1 is a conceptual diagram of a cutting apparatus to which the method for cutting a Si substrate according to the present invention is applied.

【0025】この切断装置は、発振波長が可変のCO2
レーザ1と、CO2 レーザ1から出射したレーザビーム
2−1を集光し切断すべきSi基板3まで案内する光学
系4と、Si基板3を保持する基板ホルダ5と、基板ホ
ルダ5をXYZ方向に移動するXYZステージ6と、S
i基板3に急冷ガス19を供給するためのノズル8と、
Si基板3をXYZステージ6ごと覆うクリーンベンチ
9とを備えている。
This cutting device uses a CO 2 whose oscillation wavelength is variable.
A laser 1, an optical system 4 for condensing and guiding a laser beam 2-1 emitted from the CO 2 laser 1 to a Si substrate 3 to be cut, a substrate holder 5 for holding the Si substrate 3, and an XYZ XYZ stage 6 moving in the direction
a nozzle 8 for supplying a quench gas 19 to the i-substrate 3,
A clean bench 9 covering the Si substrate 3 with the XYZ stage 6;

【0026】CO2 レーザ1は、ブルースター窓10と
内部鏡11とを有するCO2 レーザ管12と、CO2
ーザ管12のブルースター窓10の外側に配置された外
付けグレーティング部13と、外付けグレーティング部
13のCO2 レーザ管12の中心軸に対する角度θを調
節する角度調節部50とを備えている。
The CO 2 laser 1 includes a CO 2 laser tube 12 having a Brewster window 10 and an internal mirror 11, an external grating 13 disposed outside the Brewster window 10 of the CO 2 laser tube 12, An angle adjusting unit 50 for adjusting the angle θ of the external grating unit 13 with respect to the center axis of the CO 2 laser tube 12 is provided.

【0027】CO2 レーザ管12の内部には混合気体
(CO2 、N2 、Heを8:18:74の割合で混合し
た混合気体)14が封入され、CO2 レーザ管12の両
側には一対の放電用の電極15−1、15−2が設けら
れている。電極15−1と電極15−2との間には電源
(図示せず)から高電圧が供給される。この電源はCO
2 レーザ1を連続発振させるための連続発振駆動回路
と、パルス発振させるためのパルス発振駆動回路とが内
蔵され、いずれの駆動回路でも駆動できるようになって
いる。
[0027] Inside the CO 2 laser tube 12 mixed gas (CO 2, N 2, a gas mixture in a mixing ratio of 8:18:74 to the He) 14 is sealed, on either side of the CO 2 laser tube 12 A pair of discharge electrodes 15-1 and 15-2 are provided. A high voltage is supplied between the electrodes 15-1 and 15-2 from a power supply (not shown). This power supply is CO
2. A continuous oscillation drive circuit for continuously oscillating the laser 1 and a pulse oscillation drive circuit for pulse oscillation are built in, and any of the drive circuits can be driven.

【0028】外付けグレーティング部13は、その角度
調節部50により角度θを調節することができるように
なっている。CO2 レーザ管12は、外付けグレーティ
ング部13で角度θを調節することにより、発振波長を
9.1μm〜9.4μmの範囲の中から選択的に取り出
し、単一波長発振させることができる。そしてこの単一
波長発振したレーザビーム2−1を内部鏡11を通して
出力させることができる。この内部鏡11より出力され
たレーザビームは、光学系4の全反射ミラー16で反射
された後集光レンズ17に達し、この集光レンズ17で
レーザビーム2−1が集光される。集光レンズ17で集
光されたレーザビーム2−2はSi基板3の表面に焦点
を結んで照射される。レーザビーム2−2は矢印18−
1、18−2方向に供給されるN2 (或いはO2 、A
r、空気)によって覆われており、クリーン度が高めら
れている。また、急冷を促進させてマイクロクラックを
抑圧させたり、割断切断を容易に行わせるように、Si
基板3のレーザビーム照射面に急冷用ガス(N2
2 、空気等)が矢印19方向に吹き付けられる。Si
基板3は基板ホルダ5上に固定設置されている。基板ホ
ルダ5はXYZステージ6上に固定され、このXYZス
テージ6でSi基板3はX、Y、Z方向に図示しないモ
ータの回転により移動される。切断加工されるSi基板
3はクリーンベンチ9内に設けられているので、クリー
ンベンチ9内の余分な雰囲気は排気装置(図示せず)に
よって矢印20方向に排気される。
The angle of the external grating section 13 can be adjusted by the angle adjusting section 50. The CO 2 laser tube 12 can selectively oscillate the oscillation wavelength from the range of 9.1 μm to 9.4 μm by adjusting the angle θ by the external grating unit 13 and oscillate at a single wavelength. Then, the laser beam 2-1 oscillated by the single wavelength can be output through the internal mirror 11. The laser beam output from the internal mirror 11 is reflected by the total reflection mirror 16 of the optical system 4 and then reaches the condenser lens 17, where the laser beam 2-1 is condensed. The laser beam 2-2 condensed by the condenser lens 17 is focused on the surface of the Si substrate 3 and irradiated. Laser beam 2-2 is indicated by arrow 18-
N 2 (or O 2 , A
r, air) and the degree of cleanliness is increased. In addition, to promote rapid cooling to suppress micro cracks and to facilitate cutting and cutting,
The quenching gas (N 2 ,
O 2 , air, etc.) are blown in the direction of arrow 19. Si
The substrate 3 is fixedly installed on a substrate holder 5. The substrate holder 5 is fixed on an XYZ stage 6, where the Si substrate 3 is moved in the X, Y, and Z directions by rotation of a motor (not shown). Since the Si substrate 3 to be cut is provided in the clean bench 9, the excess atmosphere in the clean bench 9 is exhausted in the direction of arrow 20 by an exhaust device (not shown).

【0029】次にSi基板の具体的な切断方法を数値を
挙げて説明するが、限定されるものではない。
Next, a specific method of cutting the Si substrate will be described with reference to numerical values, but the method is not limited.

【0030】図4は図1に示した切断装置によってSi
基板を切断するときの様子を示す模式図である。
FIG. 4 is a view showing a state in which the cutting apparatus shown in FIG.
It is a schematic diagram which shows a mode when cutting a board | substrate.

【0031】発振波長9.3μmの平行なレーザビーム
(ビーム径12mmφ、連続発振出力90W)2−1が集
光レンズ17で集光される。集光したレーザビーム2−
2は厚さ0.5mmのSi基板3の表面に照射され、かつ
焦点を結ぶようにCO2 レーザ装置1がセッティングさ
れている。レーザビーム2−2の焦点面の直径は約10
0μmであり、その出力は88Wであった。矢印18−
1、18−2方向に供給されるガスには圧力が3kg/cm
2 のN2 ガスが用いられ、矢印19−1、19−2方向
に供給される急冷用ガスには圧力5kg/cm2 の空気が用
いられた。Si基板3を固定した基板ホルダ5をXYZ
ステージ6でX方向に1mm/sec の速度で移動しながら
レーザビーム2−2をSi基板3上に照射した結果、同
図に示すように蒸発切断することができた。
A parallel laser beam (beam diameter: 12 mmφ, continuous oscillation output: 90 W) 2-1 having an oscillation wavelength of 9.3 μm is focused by the focusing lens 17. Focused laser beam 2-
2 is irradiated on the surface of a 0.5 mm thick Si substrate 3 and the CO 2 laser device 1 is set so as to be focused. The diameter of the focal plane of the laser beam 2-2 is about 10
0 μm, and the output was 88 W. Arrow 18-
Gas supplied in the direction of 1, 18-2 has a pressure of 3 kg / cm
2 N 2 gas was used, and air at a pressure of 5 kg / cm 2 was used as the quenching gas supplied in the directions of arrows 19-1 and 19-2. The XYZ substrate holder 5 to which the Si substrate 3 is fixed
As a result of irradiating the laser beam 2-2 onto the Si substrate 3 while moving the stage 6 in the X direction at a speed of 1 mm / sec, as shown in FIG.

【0032】次に、割断切断方法として、予めSi基板
3のエッジ部に約50μm幅のキズをつけた後、そのキ
ズ面をスタート位置としてレーザビーム2−2を照射し
つつ、Si基板3を2mm/sec の速度で移動した結果、
割断切断することができた。この割断切断は、矢印19
−1、19−2方向の急冷用ガスを、レーザビーム2−
2がSi基板3に照射された直後に強力に吹き付けるこ
とにより効果的に割断することができた。また、その急
冷用ガスのガス圧を高くする程、高速割断することがで
きた。
Next, as a cleaving / cutting method, a flaw having a width of about 50 μm is previously formed on the edge of the Si substrate 3, and the flaw surface is used as a start position to irradiate the laser beam 2-2 while the Si substrate 3 is being cut. As a result of moving at a speed of 2 mm / sec,
It could be cut and cut. This cleaving and cutting is performed by the arrow 19
The quenching gas in the directions of -1, 19-2 is changed to the laser beam 2-
2 could be cut effectively by spraying it strongly immediately after irradiation on the Si substrate 3. Also, the higher the gas pressure of the quenching gas, the higher the cutting speed.

【0033】本発明のSi基板の切断方法によれば、種
々のSi基板の切断を行うことができる。
According to the method for cutting a Si substrate of the present invention, it is possible to cut various Si substrates.

【0034】図5はSi基板3の表面に絶縁膜(SiO
2 、SiO2 にB、P、Ge、Ti、Al、Na、L
i、K等の添加物を添加したもの、SiON、SiON
H等)21の形成されたものを示す側面図である。この
ような絶縁膜21が形成されていると波長9.1μmか
ら9.4μmのCO2 レーザビームはより強くこの絶縁
膜21に吸収されるので、切断はより促進される。
FIG. 5 shows an insulating film (SiO 2) on the surface of the Si substrate 3.
2 , B, P, Ge, Ti, Al, Na, L on SiO 2
Addition of additives such as i, K, SiON, SiON
H etc.) FIG. When such an insulating film 21 is formed, the CO 2 laser beam having a wavelength of 9.1 μm to 9.4 μm is more strongly absorbed by the insulating film 21, so that the cutting is further promoted.

【0035】図6はSi基板3の裏面に絶縁膜22が形
成されたものを示す側面図である。
FIG. 6 is a side view showing an Si substrate 3 having an insulating film 22 formed on the back surface.

【0036】この場合も波長9.1μmから9.4μm
のCO2 レーザビーム照射により容易に切断できる。
Also in this case, the wavelength is from 9.1 μm to 9.4 μm.
Can be easily cut by irradiating a CO 2 laser beam.

【0037】図7はSi基板3の表面及び裏面に絶縁膜
21、22が形成されたものを示す側面図である。
FIG. 7 is a side view showing a structure in which insulating films 21 and 22 are formed on the front and back surfaces of the Si substrate 3.

【0038】この場合は、波長9.1μmから9.4μ
mのCO2 レーザビーム照射による切断がさらに促進さ
れる。
In this case, the wavelength is from 9.1 μm to 9.4 μm.
Cutting by the irradiation of the m 2 CO 2 laser beam is further promoted.

【0039】以上において本発明によれば、 (1) Si基板をドライでクリーンな雰囲気で切断するこ
とができる。
As described above, according to the present invention, (1) the Si substrate can be cut in a dry and clean atmosphere.

【0040】(2) 切断したSi基板表面への粒子が付着
しない。
(2) No particles adhere to the surface of the cut Si substrate.

【0041】(3) 切断したSi基板を洗浄する必要がな
いので、Si基板上の電子回路や光回路へのダメージが
ない。
(3) Since it is not necessary to clean the cut Si substrate, there is no damage to electronic circuits and optical circuits on the Si substrate.

【0042】(4) マイクロクラックの発生を抑圧でき、
切断切り代幅を小さく抑えることができる。
(4) The occurrence of microcracks can be suppressed,
The width of the cutting margin can be reduced.

【0043】(5) Si基板の切断は、従来は途中の工程
で行い、その後にボンディング工程やパッケージ工程等
を行っていたが、本発明の方法を用いれば、上記ボンデ
ィングやパッケージング工程を経た後の最終工程で行う
ことができ、工程時間の短縮ができ、また品質管理も容
易となる。
(5) Conventionally, the cutting of the Si substrate was performed in an intermediate step, and thereafter, the bonding step, the packaging step, and the like were performed. However, according to the method of the present invention, the bonding and packaging steps were performed. This can be performed in a later final step, so that the process time can be reduced and quality control can be easily performed.

【0044】[0044]

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。
In summary, according to the present invention, the following excellent effects are exhibited.

【0045】発振波長が9.1μm〜9.4μmの範囲
から選ばれたCO2 レーザビームを照射しながらSi基
板或いはCO2 レーザビームを移動させることにより、
Si基板を蒸発切断或いは割断切断できる。
By moving the Si substrate or the CO 2 laser beam while irradiating a CO 2 laser beam having an oscillation wavelength selected from the range of 9.1 μm to 9.4 μm,
The Si substrate can be cut by evaporation or cut.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のSi基板の切断方法を適用した切断装
置の概念図を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a conceptual diagram of a cutting apparatus to which a method for cutting a Si substrate according to the present invention is applied.

【図2】Siの分光透過率特性を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a spectral transmittance characteristic of Si.

【図3】CO2 レーザの発振スペクトラム特性を示す図
である。
FIG. 3 is a diagram showing an oscillation spectrum characteristic of a CO 2 laser.

【図4】図1に示した切断装置によってSi基板を切断
するときの様子を示す模式図である。
FIG. 4 is a schematic diagram showing a state when the Si substrate is cut by the cutting device shown in FIG. 1;

【図5】Si基板の表面に絶縁膜の形成されたものを示
す側面図である。
FIG. 5 is a side view showing an Si substrate on which an insulating film is formed.

【図6】Si基板の裏面に絶縁膜が形成されたものを示
す側面図である。
FIG. 6 is a side view showing an insulating film formed on the back surface of a Si substrate.

【図7】Si基板の表面及び裏面に絶縁膜が形成された
ものを示す側面図である。
FIG. 7 is a side view showing an insulating film formed on the front and back surfaces of a Si substrate.

【図8】本出願人が先に出願したCO2 レーザ光の照射
によるガラスの切断装置を示す概念図である。
FIG. 8 is a conceptual diagram showing an apparatus for cutting glass by irradiating a CO 2 laser beam, which was previously filed by the present applicant.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 CO2 レーザ 2−2 レーザビーム 3 Si基板 4 光学系 5 基板ホルダ 6 XYZステージ 8 ノズル 9 クリーンベンチ 13 外付けグレーティング部1 CO 2 laser 2-2 laser beam 3 Si substrate 4 optics 5 substrate holder 6 XYZ stage 8 nozzle 9 clean bench 13 external grating unit

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】Si基板に、発振波長が9.1μm〜9.
4μmの範囲から選ばれたCO2 レーザビームを照射し
ながら上記Si基板を移動させることによって上記Si
基板を切断することを特徴とするSi基板の切断方法。
1. An oscillation wavelength of 9.1 μm to 9.1 μm on a Si substrate.
By moving the Si substrate while irradiating a CO 2 laser beam selected from a range of 4 μm,
A method for cutting a Si substrate, comprising cutting the substrate.
【請求項2】Si基板に、発振波長が9.1μm〜9.
4μmの範囲から選ばれたCO2 レーザビームを照射し
ながら該CO2 レーザビームを移動させることによって
上記Si基板を切断することを特徴とするSi基板の切
断方法。
2. An oscillation wavelength of 9.1 μm to 9.1 μm on a Si substrate.
A method for cutting a Si substrate, comprising cutting the Si substrate by moving the CO 2 laser beam while irradiating the CO 2 laser beam selected from a range of 4 μm.
【請求項3】上記CO2 レーザビームの照射方向に沿っ
てN2 、O2 、Ar、空気等のガスを吹き付けながら上
記Si基板を切断する請求項1又は2に記載のSi基板
の切断方法。
3. The method for cutting a Si substrate according to claim 1, wherein the Si substrate is cut while blowing a gas such as N 2 , O 2 , Ar, or air along the irradiation direction of the CO 2 laser beam. .
【請求項4】上記CO2 レーザビームの通過する溝或い
はスリットが形成された基板ホルダ上に、上記Si基板
を載置し、上記CO2 レーザビームを上記Si基板に照
射する請求項1から3のいずれかに記載のSi基板の切
断方法。
4. The Si substrate is mounted on a substrate holder having a groove or a slit through which the CO 2 laser beam passes, and the CO substrate is irradiated with the CO 2 laser beam. The method for cutting a Si substrate according to any one of the above.
【請求項5】上記Si基板は蒸発切断か割断切断のいず
れかによって切断される請求項1から4のいずれかに記
載のSi基板の切断方法。
5. The method for cutting a Si substrate according to claim 1, wherein the Si substrate is cut by either evaporative cutting or split cutting.
【請求項6】表面、裏面或いは両面に絶縁膜が形成され
たSi基板を切断する請求項1から5のいずれかに記載
のSi基板の切断方法。
6. The method for cutting a Si substrate according to claim 1, wherein the Si substrate having an insulating film formed on the front surface, the back surface, or both surfaces is cut.
【請求項7】上記発振波長が9.1μm〜9.4μmの
範囲のCO2 レーザビームはグレーティングによって選
択的に取出されたCO2 レーザビームである請求項1か
ら6のいずれかに記載のSi基板の切断方法。
7. The Si according to claim 1, wherein said CO 2 laser beam having an oscillation wavelength in the range of 9.1 μm to 9.4 μm is a CO 2 laser beam selectively extracted by a grating. Substrate cutting method.
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