KR101267105B1 - 레이저 가공 방법 및 화합물 반도체 발광 소자의 제조 방법 - Google Patents

레이저 가공 방법 및 화합물 반도체 발광 소자의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

기판의 두께 방향으로 깊이를 바꾸어 여러 차례 개질 영역을 형성할 때에, 형성되는 개질 영역이 절단 예정선으로부터 벗어나는 것을 억제할 수가 있는 레이저 가공 방법을 제공한다. 기판(10)을 칩에 절단하는 레이저 가공 방법으로서, 레이저 광이 절단 예정선(21a)을 따라 기판(10)의 X방향으로 주사하는 제1 주사(a)와 절단 예정선(21b)을 따라 Y방향으로 주사하는 제2 주사(b)로 레이저 광이 입사하는 면으로부터 기판(10) 내의 깊은 거리 d1에 개질 영역을 형성한다. 다시, 레이저 광이 절단 예정선(21a)을 따라 기판(10)을 X방향으로 주사하는 제3 주사(c)와 절단 예정선(21b)을 따라 Y방향으로 주사하는 제4 주사(d)로 레이저 광이 입사하는 면으로부터 기판(10) 내의 얕은 거리 d2(d1＞d2)에 개질 영역을 형성한다. 또, 제3 주사(c)는 외주의 U단부로부터 중앙부를 향하는 주사와 외주의 D단부로부터 중앙부를 향하는 주사로 행한다.

Description

레이저 가공 방법 및 화합물 반도체 발광 소자의 제조 방법{LASER MACHINING METHOD AND METHOD FOR MANUFACTURING COMPOUND SEMICONDUCTOR LIGHT-EMITTING ELEMENT}
본 발명은 전자 소자를 다수 형성한 반도체 웨이퍼 등의 기판을 박편화(칩(chip)화) 하는 레이저 가공 방법에 관한 것이다.
발광 다이오드(LED : Light Emitting Diode)나 집적회로(LSI) 등의 전자 소자를 형성한 반도체 웨이퍼 등의 기판은 절단하여 칩화된다. 이 칩화하는 방법으로서 레이저 광을 대물렌즈 광학계로 집광하여 기판 내부에 조사하고, 조사전에 비해 강도가 낮은 개질 영역을 기판에 상정된 절단 예정선을 따라 형성하는 스텔스다이싱법(stealth dicing method)으로 불리는 레이저 가공 방법이 있다. 이 방법에서는 이 개질 영역을 기점으로 하여 기판을 절단한다.
특허 문헌 1에는 가공 대상물의 전체 영역을 3개로 구획했을 때에, 앞측의 영역, 구석측의 영역, 중앙의 영역의 순서로 관련된 영역에 뻗어 있는 절단 예정선을 따라 개질 영역을 형성하고, 형성되는 개질 영역이 절단 예정선으로부터 벗어나는 것을 억제하는 방법이 개시되어 있다.
일본국 특허공개 2008-87026호 공보
그런데, 단결정 사파이어 등 경도가 높은(모스 경도(Mohs hardness) 9) 기판에 있어서는 레이저 가공에 의해 기판 내의 1개의 위치에 개질 영역을 형성해도 기판을 양호하게 절단할 수 없다고 하는 문제가 있었다. 그래서, 기판의 두께 방향으로 깊이를 바꾸어 개질 영역을 여러 차례에 걸쳐서 형성하는 것이 시도되고 있다. 그러나, 횟수를 거듭하면 개질 영역이 상정된 절단 예정선으로부터 벗어나서 칩의 단면이 기판의 표면에 대해서 비스듬하게 되어 칩(chip) 형상의 불량이 생기는 것을 알았다.
본 발명의 목적은, 기판의 두께 방향으로 깊이를 바꾸어 여러 차례 개질 영역을 형성할 때에, 형성되는 개질 영역이 절단 예정선으로부터 벗어나는 것을 억제할 수가 있는 레이저 가공 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명이 적용되는 레이저 가공 방법은, 판 모양의 기판에 상정된 절단 예정선에 기초하여, 기판의 일방의 표면으로부터의 복수의 거리에 대해서 집광한 레이저 광을 조사하고, 기판의 내부에 거리마다 개질 영역을 여러 차례에 걸쳐서 형성하는 레이저 가공 방법으로서, 상기 기판의 X방향으로 상기 개질 영역을 형성하는 제1 주사와, 상기 기판의 Y방향으로 상기 개질 영역을 형성하는 제2 주사와, 재차 상기 기판의 X방향으로 상기 개질 영역을 형성하는 제3 주사를 실시하고, 상기 제3 주사는, 상기 기판을, 상기 기판의 외주의 일방의 단부로부터 상기 기판의 중앙부까지의 제1의 영역과, 상기 기판의 외주의 타방의 단부로부터 상기 기판의 중앙부까지의 제2의 영역의 2개의 영역으로 나누고, 상기 제1의 영역에 있어서 상기 기판의 외주의 일방의 단부측에서 한편 기판의 밖에 설치된 제1의 개시점으로부터 레이저 광의 조사를 개시하고, 상기 기판의 중앙부를 향해 레이저광의 주사를 진행하고, 상기 기판의 중앙부의 단부측에서 한편 기판의 밖에 설치된 제1의 종료점에서 레이저 광의 조사를 종료하여 상기 개질 영역을 형성하는 제1의 가공 방법과, 상기 제1의 가공 방법에 이어서, 상기 제2의 영역에 있어서 상기 기판의 외주의 타방의 단부측에서 한편 기판의 밖에 설치된 제2의 개시점으로부터 레이저 광의 조사를 개시하고, 상기 기판의 중앙부를 향해 레이저 광의 주사를 진행하고, 상기 기판의 중앙부의 단부측에서 한편 기판의 밖에 설치된 제2의 종료점에서 레이저 광의 조사를 종료하여 상기 개질 영역을 형성하는 제2의 가공 방법을 이용하고, 상기 제1 주사의 레이저 광의 출력에 비하여 상기 제3 주사의 레이저 광의 출력이 큰 것을 특징으로 한다.
여기서, 절단 예정선이 기판의 벽개면(劈開面)을 따른 방향과는 다른 방향으로 상정되어 있는 경우에, 제1의 가공 방법과 제2의 가공 방법에 의해 개질 영역을 형성하는 것을 특징으로 할 수가 있다.
또, 기판에 상정된 절단 예정선에 대해서 행하는 개질 영역의 여러 차례의 형성 중에서 마지막 회에 제1의 가공 방법과 제2의 가공 방법을 이용하는 것을 특징으로 할 수가 있다.
또한, 기판의 내부에 기판의 일방의 표면으로부터의 복수의 거리에 대해서 거리마다의 여러 차례의 개질 영역의 형성이, 기판의 레이저 광이 입사하는 표면으로부터의 거리가 큰 쪽으로부터 작은 쪽으로 행해지는 것을 특징으로 하면 레이저 광의 산란이 경감되는 점에서 바람직하다.
한편, 기판의 내부에 기판의 일방의 표면으로부터의 복수의 거리에, 거리마다 여러 차례에 걸친 개질 영역의 형성에 있어서, 기판의 레이저 광이 입사하는 표면으로부터의 거리가 작을수록 레이저 광의 출력이 큰 것을 특징으로 하면 레이저 광이 입사하는 면의 이면(裏面) 상에 형성된 전자 소자에의 손상을 경감할 수 있는 점에서 바람직하다.
또한, 기판이 C축 배향의 사파이어로서, 절단 예정선이 결정면(1100)을 따른 방향과는 다른 방향으로 상정되어 있는 것을 특징으로 할 수가 있다.
또한, 전술의 레이저 가공 방법을 전자 소자를 복수 형성한 반도체 웨이퍼 등의 기판에 대해서 행하여 기판을 박편화(칩화) 할 수가 있다. 예를 들면, 바람직하게는, 기판 상에 n형 반도체층, 발광층 및 p형 반도체층을 이 순으로 에피택셜 성장시키는 공정, 에피택셜 성장된 기판 상에 복수의 화합물 반도체 발광 소자를 형성하는 공정, 화합물 반도체 발광 소자를 복수 형성한 후에, 전술의 레이저 가공 방법을 마련한 공정을 포함하는 방법에 의해 화합물 반도체 발광 소자를 제조할 수가 있다. 화합물 반도체 발광 소자로서는, III족 질화물 반도체로 이루어지는 발광 소자가 바람직하게 이용된다.
본 발명에 의해, 기판에 형성되는 개질 영역이 절단 예정선으로부터 벗어나는 것을 억제함으로써 칩 형상의 불량의 발생을 저감할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 제1의 실시의 형태에 있어서 이용되는 기판을 설명하는 도이다.
도 2는 제1의 실시의 형태에 있어서 이용되는 레이저 가공 장치를 설명하는 도이다.
도 3은 제1의 실시의 형태에 있어서의 레이저 가공에 의한 기판의 내부에 개질 영역을 형성하는 방법을 설명하는 도이다.
도 4는 제1의 실시의 형태에 있어서의 레이저 가공 방법의 흐름도이다.
도 5는 제1의 실시의 형태에 있어서의 레이저 가공 방법에 있어서 레이저 광이 기판을 주사하는 방향을 나타내는 도이다.
도 6은 제1의 실시의 형태에 있어서의 주사 방향, 기판 이면으로부터의 거리, 레이저 광의 출력의 값, 주사 피치, 가공 개수를 나타내는 도이다.
도 7은 제1의 실시의 형태를 이용하지 않는 경우에 있어서의 레이저 광이 기판을 주사하는 방향을 나타내는 도이다.
도 8은 제1의 실시의 형태에 있어서의 칩의 단면 및 제1의 실시의 형태를 이용하지 않는 경우의 칩의 단면을 설명하는 도이다.
도 9는 제2의 실시의 형태에 있어서의 레이저 가공 방법에 있어서 레이저 광이 기판을 주사하는 방향을 나타내는 도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대해서 상세하게 설명한다. 또, 동일 요소에는 동일 부호를 이용하는 것으로 하고 중복된 설명은 생략한다. 또한, 첨부 도면에서는 기판이나 칩 등을 모식적으로 나타내고 있고 축척은 정확하지 않다.
또, 본 명세서에 있어서는 결정 방위를 나타내기 위한 면지수에 1을 붙인 숫자는 어퍼바(upper bar)(상선(上線))를 붙인 것을 가리킨다.
<제1의 실시의 형태>
도 1은 제1의 실시의 형태에 있어서 이용되는 기판(10)의 일례를 설명하는 도이다.
도 1(a)은 기판(10)을 일방의 면으로부터 본 도이다. 기판(10)은, 예를 들면, 직경 4인치(약 100㎜), 두께 50~250㎛의 C축 배향한 판 모양의 단결정 사파이어 기판을 이용할 수가 있다.
기판(10)의 일단에는 기판(10)의 결정 방위를 나타냄과 아울러, 기판(10) 상에 전자 소자를 형성하는 프로세스에 있어서 기준으로 되는 오리엔테이션 플랫(OF : Orientation Flat)(11)이 설치되어 있다. 예를 들면, OF(11)은 사파이어 단결정의 [11-20]방향으로 형성되어 있다.
기판(10)의 일방의 면에는, III족 질화물 반도체로 이루어지는 n형 반도체층, 발광층 및 p형 반도체층이 이 순으로 에피택셜 성장되고, 복수의 LED(12)가 형성되어 있다. 또, 기판(10)에는 LED(12)에 전류를 공급하기 위한 전극(13a, 13b)이 설치되어 있다. 전극(13a, 13b)은, 각각, 예를 들면 직경 100㎛의 원형 형상을 이루고 있다. LED(12)와 전극(13a, 13b)은 각각이 1조의 LED(12)와 전극(13a, 13b)을 구비하는 칩(20)으로 분할할 수 있도록 기판(10) 상에 일정한 간격으로 배치되어 있다.
여기에서는 기판(10)의 LED(12)가 형성된 면을 기판 표면(10a)이라고 부르고, 타방의 면을 기판 이면(10b)이라고 부른다.
그리고, 도 1(a)에 나타낸 기판 표면(10a)에 있어서, OF(11)이 설치된 끝을 D단부, OF(11)과 반대측의 끝을 U단부, OF(11)을 하측에서 보아 우측의 끝을 L단부, 마찬가지로 좌측의 끝을 R단부로 한다. 그리고, 중앙부를 C부로 한다. 또한, 도 1(a)에 나타낸 기판 표면(10a)에 있어서, D단부가 있는 기판(10)의 하측을 D단부측, U단부가 있는 기판(10)의 상측을 U단부측, L단부가 있는 기판(10)의 우측을 L단부측, R단부가 있는 기판(10)의 좌측을 R단부측이라고 부른다.
또한, OF(11)을 따른 방향을 x방향으로 하고, OF(11)에 수직인 방향을 y방향으로 한다.
또, 후술하듯이 레이저 광은 기판 이면(10b)으로부터 조사되기 때문에, 기판 이면(10b)으로부터 보았을 때에, R부측이 우측으로 되도록 하고, L부측이 좌측으로 되도록 하고, x방향의 ＋의 방향은 L부측으로부터 R부측으로 향하는 방향으로 하였다.
칩(20)은 직사각형으로, 칩(20)의 x방향의 크기는 ph이고, y방향의 크기는 pv이다. 예를 들면, ph는 600㎛이고, pv는 240㎛이다. 기판(10)에는 칩(20)으로 분할하기 위해 x방향 및 y방향으로 각각 절단 예정선(21a) 및 절단 예정선(21b)이 상정되어 있다. 절단 예정선(21a)은 y방향으로 pv의 피치, 절단 예정선(21b)은 x방향으로 ph의 피치로 상정되어 있다. 예를 들면, 기판(10)의 크기가 4인치이고, 칩(20)의 크기가 600㎛(ph)이고, 240㎛(pv)이면, 절단 예정선(21a)은 400개, 절단 예정선(21b)은 170개이다.
또, 절단 예정선(21a, 21b)은 상정된 라인이고, 구체적으로 선이 그어져 있지 않아도 좋다. 또, 상정된 절단 예정선(21a, 21b)에 대응하여 기판 표면(10a) 또는 기판 이면(10b) 상에 패턴 또는 홈(groove)이 형성되고 있어도 좋다.
제1의 실시의 형태에서는 기판(10)에는, 상정된 절단 예정선(21a, 21b)에 대응하여 칩(20)에의 절단의 기점으로 되도록 홈(나누기홈)(14)이 형성되어 있다. 나누기홈(division groove)(14)은, 예를 들면, YAG(이트륨알루미늄가네트(yttrium aluminum garnet)) 레이저 광의 조사에 의해 기판 표면(10a)에 성장된 n형 반도체층, 발광층 및 p형 반도체층의 에피텍셜층 및 기판(10)의 사파이어의 일부가 깎여 형성되어 있다.
또, 기판(10)은 금속 링(16)으로 보유된 점착 시트(sheet)(15)에 붙여져 있다.
금속 링(16)은 기판(10)의 직경보다 크게 설정되어 있다. 그리고, 기판(10)은 금속 링(16)의 내측에 금속 링(16)에 접촉하지 않게 붙여져 있다. 또, 점착 시트(15)는 레이저 가공에 있어서 기판(10)을 보유함과 아울러 절단된 칩(20)이 비산하는 것을 방지한다.
또, 기판(10)의 내부에 개질 영역을 형성하는 레이저 가공의 후에 상정된 절단 예정선(21a, 21b)에 대해서 칼날을 꽉 누르는 등에 의해 기판(10)을 칩(20)으로 절단하는 브레이킹(breaking) 공정이 행해진다. 브레이킹 공정에 있어서 기판(10)은 형성된 개질 영역을 기점으로 하여 크랙(crack)이 들어가 칩(20)으로 절단된다.
그 후, 점착 시트(15)는 잡아 늘여져, 각각의 칩(20)의 간극이 넓어지고 패키지(package)에의 마운트(mount) 작업을 용이하게 한다.
도 1(b)은 도 1(a)에 나타내는 A-A′선에서의 기판(10), 점착 시트(15), 금속 링(16)의 단면도를 나타낸다. 그리고, 도 1(c)은 도 1(b)의 A-A′선에서의 기판(10) 및 점착 시트(15)의 부분의 단면의 확대도이다.
도 1(c)에 나타내듯이, 기판(10)은 LED(12)를 형성한 기판 표면(10a)을 점착 시트(15)를 향해 붙여져 있다. 즉, 도 1(a)은 점착 시트(15)를 통해 기판 표면(10a)을 본 상태를 나타내고 있다.
또, 도 1(c)에 나타내듯이, 기판(10)에 상정된 절단 예정선(21a)(편의적으로 기판 이면(10b) 상에 있다고 함)으로부터 기판 표면(10a)에 형성된 나누기홈(14)에 수직으로 뻗은 면은 절단 예정선(21a)에 대응한 절단 예정면(22a)이다. 즉, 제1의 실시의 형태에서는 칩(20)의 단면이 수직으로 형성되는 것이 바람직하다.
마찬가지로 기판(10)에 상정된 절단 예정선(21b)에 대응하여 기판 이면(10b)으로부터 기판 표면(10a)에 수직으로 뻗은 면이 절단 예정면으로 된다.
여기에서는, 금속 링(16)과 금속 링(16)에 보유된 점착 시트(15)와 점착 시트(15)에 붙여진 기판(10)을 기판 유닛(30)이라고 부른다.
도 2는 제1의 실시의 형태에 있어서 이용되는 레이저 가공 장치(50)를 설명하는 도이다.
레이저 가공 장치(50)는 받침대 등의 상에 설치되기 위한 기체(基體)(51), 기체(51) 상에 설치되고, 기체(51) 상을 좌우 방향(X방향이라고 부름), 전후방향(Y방향이라고 부름), 상하 방향(Z방향이라고 부름)으로 이동 가능하고, 또한 회전 가능(회전 방향을 θ축 방향이라고 부름) 흡착 스테이지(52)를 구비한다. 기체(51)는 흡착 스테이지(52)를 X방향, Y방향, Z방향으로 이동시키는 모터, 그리고 θ축 방향으로 회전시키는 모터 및 이들 모터를 제어하는 전자 회로를 구비한다.
흡착 스테이지(52)는 기판 유닛(30)을 진공 흡착에 의해 고정한다. 여기에서는, 기판 유닛(30)은 기판(10)의 x방향을 기체(51)의 X방향에 합치하도록 설치되어 있고, 기판(10)의 y방향을 기체(51)의 Y방향에 합치하도록 설치되어 있다. 즉, 기판(10)은 OF(11)이 앞으로 되도록 흡착 스테이지(52)에 설치되어 있다.
또, 레이저 가공 장치(50)는 기체(51) 상에 설치된 지지체(55)를 구비한다. 이 지지체(55)는 레이저 광 발생부(41)를 지지한다. 도 2에서는 레이저 광 발생부(41)는 내부 구조를 알 수 있도록 일부를 파선으로서 나타내고 있다. 레이저 광 발생부(41)는 엑시머(excimer) 여기의 펄스 레이저 광을 발생시킨다. 레이저 광 발생부(41)는 레이저 광을 90° 절곡하기 위한 다이크로익 미러(dichroic mirror)(42)를 구비한다. 또한, 레이저 광 발생부(41)는 다이크로익 미러(dichroic mirror)(42)로 반사된 레이저 광을 집광하고, 기판(10)의 내부에 집광점을 맺게 하기 위한 광학계(44)를 구비한다.
또, 지지체(55)는 암(arm)(56)을 지지한다. 그리고, 암(56)은 다이크로익 미러(42)를 통해 기판(10)을 관찰하기 위한 촬상부(62)를 구비한다.
또한, 레이저 가공 장치(50)는 로드(load) 카세트 엘리베이터(57)와 언로드(unload) 카세트 엘리베이터(58)를 구비한다. 로드 카세트 엘리베이터(57)는 레이저 가공을 하기 전의 기판 유닛(30)을 수용하는 로드 카세트(57a)를 수용한다. 그리고, 로드 카세트(57a)에 수납된 기판 유닛(30)은 로봇 암(도시하지 않음)에 의해 흡착 스테이지(52)에 이송되어 세트(set)된다. 언로드 카세트 엘리베이터(58)는 레이저 가공이 실시된 후의 기판 유닛(30)을 수납하는 언로드 카세트(58a)를 수용한다. 레이저 가공이 실시된 후의 기판 유닛(30)은 로봇 암에 의해 흡착 스테이지(52)로부터 언로드 카세트(58a)에 이송되어 수납된다.
또한, 레이저 가공 장치(50)는 스테이지(stage)(52), 레이저 광 발생부(41), 로드(load) 카세트 엘리베이터(57) 및 언로드(unload) 카세트 엘리베이터(58) 등의 제어를 행하는 제어부(61)를 구비한다. 그리고, 레이저 가공 장치(50)는 촬상부(62)에 의해 촬상된 기판(10)의 화상이나 제어부(61)로부터의 제어 정보를 표시하기 위한 표시부(63)를 구비한다.
도 3은 제1의 실시의 형태에 있어서의 레이저 가공에 의한 기판(10)의 내부에 개질 영역을 형성하는 방법을 설명하는 도이다.
여기에서는, LED(12), 전극(13a, 13b)은 잘 알려진 방법에 의해 형성되므로 LED(12), 전극(13a, 13b)의 형성법의 상세한 것에 대하여는 설명을 생략한다. 그리고, 기판(10)이 금속 링(16)에 보유된 점착 시트(15)에 붙여진 기판 유닛(30)이 흡착 스테이지(52)에 설치되고 나서의 레이저 가공에 대해서 설명한다.
제1의 실시의 형태에서는 레이저 광 발생부(41)는 기판 이면(10b)을 “0”(기준면)로 하여 기판 이면(10b)으로부터 깊은 거리의 위치(거리 d1)와 거기에 비해 얕은 거리의 위치(거리 d2)에 집광한 레이저 광(45)을 조사한다. 즉, 레이저 광 발생부(41)는 기판 이면(10b)으로부터 복수의 거리마다 개질 영역을 형성한다. 레이저 광 발생부(41)는 처음에 기판 이면(10b)으로부터 깊은 거리에 개질 영역을 형성하고, 다음에 기판 이면(10b)으로부터 얕은 거리에 개질 영역을 형성한다.
도 3(a1) 및 도 3(a2)은 레이저 광(45)이 입사하는 표면인 기판 이면(10b)으로부터 깊은 거리의 위치(거리 d1)에 개질 영역을 형성하는 공정을 나타낸다. 도 3(a1)은 흡착 스테이지(52)에 설치된 기판 유닛(30)의 도 1(a)의 A-A′선에서의 단면도이고, 도 3(a2)은 마찬가지로 도 1(a)의 B-B′선에서의 단면도이다. 도 3(a1)에는 흡착 스테이지(52) 상에 세트된 금속 링(16), 점착 시트(15), 기판(10), 기판 표면(10a)에 형성된 LED(12) 및 나누기홈(14), 기판(10)에 상정된 절단 예정선(21a) 및 절단 예정면(22a)이 나타나 있다. 또, 도 3(a1)에는 2개의 절단 예정면(22a)만을 나타내었다.
한편, 도 3(a2)에 나타낸 도 1(a)의 B-B′선에서의 기판 유닛(30)의 단면은 절단 예정면(22a)에서의 단면이다. 이 때문에 도 3(a2)에는 도 3(a1)의 LED(12) 대신에 나누기홈(14)이 나타나 있다.
도 3(a1)에 나타내듯이, 레이저 광(45)은 기판 이면(10b)으로부터 입사되어 광학계(44)에 의해 기판 이면(10b)으로부터 거리 d1의 절단 예정면(22a) 내에 집광되어 있다.
그리고, 도 3(a2)에 나타내듯이, 레이저 광(45)은 흡착 스테이지(52)의 X방향으로의 이동과 아울러, 펄스 발진에 수반하여 복수의 개질 영역(23)을 반복하여 형성한다. 레이저 광(45)의 펄스 발진 주파수는, 예를 들면, 15,000~30,000㎐, 흡착 스테이지(52)의 이동 속도는 100~500㎜/sec로 설정한다.
다음에, 도 3(b1) 및 도 3(b2)는 기판 이면(10b)으로부터 얕은 거리의 위치(거리 d2)에 개질 영역을 형성하는 공정을 나타낸다. 도 3(b1)은 흡착 스테이지(52)에 설치된 기판 유닛(30)의 도 1(a)의 A-A′선에서의 단면도이고, 도 3(b2)은 마찬가지로 도 1(a)의 B-B′선에서의 단면도이다. 그리고, 도 3(b1) 및 도 3(b2)에 나타난 각각의 단면은 도 3(a1) 및 도 3(a2)과 같은 단면이다. 도 3(b1) 및 도 3 (b2)에 나타내듯이 기판(10) 내의 기판 이면(10b)으로부터 거리 d1의 위치에는 이미 개질 영역(23)이 형성되어 있다.
도 3(b1)에 나타내듯이, 레이저 광(45)은 기판 이면(10b)으로부터 거리 d2(d2＜d1)의 위치에 집광되어 있다. 그리고, 도 3(b2)에 나타내듯이, 레이저 광(45)은 흡착 스테이지(52)의 X방향으로의 이동과 아울러, 펄스 발진에 수반하여 복수의 개질 영역(24)을 반복하여 형성한다.
이상 설명한 것처럼, 제1의 실시의 형태에서는 기판(10)에 상정된 절단 예정면(22a) 내의 기판 이면(10b)에서 2개의 거리의 위치에 레이저 광(45)의 집광점을 맺도록 하여 개질 영역(23, 24)을 형성하고 있다. 즉, 기판(10) 내에는 개질 영역(23)과 개질 영역(24)이 2단에 걸쳐서 형성되어 있다.
그리고, 개질 영역(23, 24)은 집광된 강한 레이저 광(45)에 의해 크랙이 형성된 영역 또는 용융된 영역으로서 레이저 광(45)을 조사하지 않는 영역에 비해 강도가 낮다. 그래서, 개질 영역(23, 24)은 브레이킹 공정에 있어서 칼날 등을 꽉 누르면 용이하게 파괴를 개시하는 기점으로 된다.
즉, 제1의 실시의 형태에서는 기판(10) 내에 2단으로 개질 영역을 형성함으로써 기판(10)을 칩(20)으로 절단할 수 있도록 하고 있다.
또, 제1의 실시의 형태에서는 기판 이면(10b)으로부터 깊은 거리의 위치(d1)에 개질 영역(23)을 형성한 후, 얕은 거리의 위치(d2)에 개질 영역(24)이 형성된다. 즉, 개질 영역의 형성은 레이저 광(45)이 입사하는 표면으로부터의 거리가 큰 쪽으로부터 작은 쪽으로 행해지고 있다. 이것은 다음의 이유에 의한다. 만약 반대로 얕은 위치(d2)에 개질 영역(24)을 형성한 후, 깊은 위치(d1)에 개질 영역(23)을 형성하면 레이저 광(45)이 얕은 위치(d2)에 형성된 개질 영역(24)을 통과하여 깊은 위치(d1)에 집광된다. 그러면, 레이저 광(45)은 개질 영역(24)에 의해 산란되는 등의 영향을 받기 때문에 개질 영역(23)의 형성이 되기 어려워진다.
도 4는 제1의 실시의 형태에 있어서의 레이저 가공 방법의 흐름도이다.
또, 도 4는 레이저 가공 장치(50)의 로드 카세트 엘리베이터(57)에 레이저 가공하는 기판 유닛(30)이 수납된 로드 카세트(57a)가 세트되고, 또한 언로드 카세트 엘리베이터(58)에 빈 언로드 카세트(58a)가 세트된 후의 흐름을 나타내고 있다.
도 5는 제1의 실시의 형태에 있어서의 레이저 가공 방법에 있어서 레이저 광(45)이 기판(10)을 주사하는 방향을 나타내는 도이다. 도 5(a)는 레이저 광(45)이 기판(10)을 X방향으로 주사하는 제1 주사, (b)는 마찬가지로 Y방향으로 주사하는 제2 주사, (c)는 레이저 광(45)이 기판(10)을 다시 X방향으로 주사하는 제3 주사, (d)는 마찬가지로 다시 Y방향으로 주사하는 제4 주사를 나타낸다.
이하에서는 도 5를 참조하면서 도 4의 흐름도에 기초하여 레이저 가공의 방법을 설명한다.
우선, 레이저 가공 장치(50)는 로봇 암에 의해 1매째의 기판 유닛(30)을 로드 카세트(57)로부터 흡착 스테이지(52)에 이송한다(스텝 101). 그리고, 흡착 스테이지(52)가 기판 유닛(30)을 진공 흡착한다. 이 때, 레이저 가공 장치(50)의 제어부(61)는 흡착 스테이지(52)를 X방향, Y방향으로 이동하고, 한편 θ축 방향으로 회전하여, 기판(10)의 x방향이 X방향을 향하도록 위치 맞춘다.
다음에, 제어부(61)는 기판(10)과 점착 시트(15)의 두께를 측정하고, 기판 이면(10b)을 기준면(“0”)으로서 설정한다(스텝 102).
또, 기판(10)과 점착 시트(15)의 두께는 기판 유닛(30)의 유무에 있어서의 광학계(44)에 의해 측정한 집광점까지의 거리의 차로부터 구할 수 있다.
X방향, Y방향 및 θ축 방향에 대해서 기판(10)의 정밀한 위치 맞춤(얼라인먼트(alignment))이 행해진다(스텝 103). 여기에서는, 절단 예정선(21a, 21b)과 레이저 광(45)의 조사 위치를 일치시키고, 레이저 광(45)이 기판(10)에 상정된 절단 예정선(21a, 21b)을 따라 주사되도록 흡착 스테이지(52)의 위치가 설정된다. 이 설정은 레이저 가공 장치(50)의 운전자가 눈으로 행해도 좋고, 제어부(61)가 촬상부(62)의 촬상한 기판(10)의 화상에 기초하여 자동적으로 행해도 좋다.
이 후, 제어부(61)는 기판(10)의 크기 및 미리 설정된 주사의 간격에 기초하여 자동적으로 X방향 및 Y방향으로 흡착 스테이지(52)를 이동시키고 레이저 광(45)을 기판(10)에 조사한다.
처음에 기판(10) 내의 기판 이면(10b)으로부터 깊은 위치(d1)에 레이저 광(45)을 조사하여 개질 영역(23)을 형성하는 공정을 설명한다.
제어부(61)는 레이저 광(45)의 집광점의 위치를 기판 이면(10b)을 “0”으로 하여 d1의 거리로 설정한다(스텝 104). 일례로서 d1을 -35㎛로 한다.
또, 집광점의 위치의 설정은 광학계(44)의 집광점의 조정으로 행할 수 있다. 또, 흡착 스테이지(52)를 Z방향으로 이동시키는 것으로 해도 좋다.
다음에, X방향으로 개질 영역을 형성하는 제1 주사를 행한다(스텝 105). 또, 후술하듯이 제1 주사에서는 X방향 및 -X방향을 향해 개질 영역을 형성하지만, 이들을 합쳐서 X방향으로 개질 영역을 형성(X방향 개질 영역 형성)하는 것이라고 부른다.
레이저 광(45)의 집광점의 위치는 스텝 104에서 설정된 d1=-35㎛이다.
제1 주사에서는, 도 5(a)에 나타내듯이, 제어부(61)는 흡착 스테이지(52)를 기판(10)의 U단부측에서 또한 R단부측에서 기판(10)의 밖에 설치된 Start 위치로 이동하고, 레이저 광(45)이 조사되도록 한다.
다음에, 제어부(61)는 레이저 광(45)을 조사하면서 흡착 스테이지(52)를 X방향으로 이동하고, 레이저 광(45)이 R단부측으로부터 L단부측으로 기판(10)을 횡단하면서 조사되도록 한다. 이와 같이 하여 절단 예정선(21a)을 따라 기판(10) 내에 개질 영역(23)을 형성한다. 그리고, 레이저 광(45)의 위치가 L단부측에서 기판(10)으로부터 빗나가면 흡착 스테이지(52)를 Y방향으로 이동한다.
그 후, 제어부(61)는 레이저 광(45)을 조사하면서 흡착 스테이지(52)를 -X방향으로 이동하고, 레이저 광(45)이 L단부측으로부터 R단부측으로 기판(10)을 횡단하면서 조사되도록 한다. 이와 같이 하여 절단 예정선(21a)을 따라 기판(10) 내에 개질 영역(23)을 형성한다. 그리고, 레이저 광(45)의 위치가 R단부측에서 기판 이면(10b)으로부터 빗나가면 흡착 스테이지(52)를 다시 Y방향으로 이동한다.
이와 같이 제1 주사에서는 제어부(61)는 흡착 스테이지(52)에 X(-X)방향으로 Y방향으로의 이동을 반복함으로써, Start 위치로부터 기판(10)의 D단부측에서 또한 L단부측에서 기판(10)의 밖에 설치된 End 위치까지 레이저 광(45)을 주사한다.
즉, 제1 주사에서는 기판(10)을 1개의 영역으로 하여, 화살표 t1로 나타내는 한 방향으로 기판(10)의 외주의 일방의 단부인 U단부측의 절단 예정선(21a)으로부터 기판(10)의 외주의 타방의 단부인 D단부측의 절단 예정선(21a)으로 레이저 가공이 진행되어 개질 영역(23)을 형성해 나간다.
또, X방향으로의 이동거리는 기판(10)의 크기에 의해 정해진다. 예를 들면, X방향으로의 이동거리가 기판(10)의 크기(직경)보다 큰 값이면 기판(10)의 R단부측으로부터 L단부측까지 레이저 가공이 된다.
한편, Y방향으로의 이동거리는 칩 크기로 정해진다. 예를 들면, 기판(10)의 y방향의 칩 크기를 240㎛(pv)로 하면 직경 4인치의 기판(10)에 대해서 절단 예정선(21a)은 400개로 되고, 레이저 광(45)은 반복하면서 기판(10)을 400회 주사하게 된다.
또, 일례로서 제1 주사에 있어서의 레이저 광(45)의 출력은 65㎽이다.
또, 여기에서는, 레이저 광(45)은 기판(10)의 L단부측 또는 R단부측에서 반복하여 한번 쓰기의 요령으로 주사되어 있다. 그러나, 예를 들면, 레이저 광(45)을 조사하면서 R단부측으로부터 L단부측으로 주사한 후, 레이저 광(45)을 조사하지 않고 R단부측으로 되돌아와 다시 레이저 광(45)을 조사하면서 L단부측으로 주사해도 좋다. 이 반대라도 좋다.
또, 기판(10)의 단부인 U단부측에 설치된 절단 예정선(21a)으로부터 마찬가지로 기판(10)의 단부인 D단부측에 설치된 절단 예정선(21a)으로 주사했지만, D단부측에 설치된 절단 예정선(21a)으로부터 U단부측에 설치된 절단 예정선(21a)으로 주사해도 좋다.
또한, Start 위치와 End 위치는 예로서 레이저 가공 장치(50) 및 기판(10)의 크기, 칩(20)의 크기에 의해 변경할 수 있다.
Y방향으로 개질 영역을 형성하는 제2 주사를 행한다(스텝 106). 또, 후술하듯이 제2 주사에서는 Y방향 및 -Y방향을 향해 개질 영역을 형성하지만, 이들을 합쳐서 Y방향으로 개질 영역을 형성(Y방향 개질 영역 형성)하는 것이라고 부른다.
레이저 광(45)의 집광점의 위치는 스텝 104에서 설정된 d1=-35㎛이다.
제2 주사에서는, 도 5(b)에 나타내듯이, 우선, 제어부(61)는 흡착 스테이지(52)를 기판(10)의 U단부측에서 또한 R단부측에서 기판(10)의 밖에 설치된 Start 위치로 이동한다.
다음에, 제어부(61)는 레이저 광(45)을 조사하면서 흡착 스테이지(52)를 Y방향으로 이동하고, 레이저 광(45)이 U단부측으로부터 D단부측으로 기판(10)을 횡단하면서 조사되도록 한다. 이와 같이 하여 절단 예정선(21b)을 따라 기판(10) 내에 개질 영역(23)을 형성한다. 그리고, 레이저 광(45)의 위치가 기판(10)의 D단부측에서 기판 이면(10b)으로부터 빗나가면 흡착 스테이지(52)를 -X방향으로 이동한다.
그 후, 제어부(61)는 레이저 광(45)을 조사하면서 흡착 스테이지(52)를 -Y방향으로 이동하고, 레이저 광(45)이 D단부측으로부터 U단부측으로 기판(10)을 횡단하면서 조사되도록 한다. 이와 같이 하여 절단 예정선(21b)을 따라 기판(10) 내에 개질 영역(23)을 형성한다. 그리고, 레이저 광(45)의 위치가 기판(10)의 U단부측에서 기판 이면(10b)으로부터 빗나가면 흡착 스테이지(52)를 다시 X방향으로 이동한다.
이와 같이 제2 주사에서는 제어부(61)는 흡착 스테이지(52)를 Y(-Y)방향으로 X방향으로의 이동을 반복함으로써, Start 위치로부터 기판(10)의 D단부측에서 또한 L단부측에서 기판(10)의 밖에 설치된 End 위치까지 레이저 광(45)을 주사한다.
즉, 제2 주사에서는 기판(10)을 1개의 영역으로 하여, 화살표 t2로 나타내는 한 방향으로 기판(10)의 외주의 일방의 단부인 R단부의 절단 예정선(21a)으로부터 기판(10)의 외주의 타방의 단부인 L단부의 절단 예정선(21a)으로 레이저 가공이 진행되어 개질 영역(23)을 형성해 나간다.
또, Y방향으로의 이동거리는 기판(10)의 크기에 의해 정해진다. 예를 들면, Y방향으로의 이동거리가 기판(10)의 크기(직경)보다 큰 값이면 기판(10)의 U단부측으로부터 D단부측까지 레이저 가공이 된다.
한편, X방향으로의 이동거리는 칩 크기로 정해진다. 예를 들면, 기판(10)의 x방향의 칩 크기를 600㎛(ph)로 하면 직경 4인치의 기판(10)에 대해서 절단 예정선(21b)은 170개로 되고, 레이저 광(45)은 반복하면서 기판(10)을 170회 주사한다.
또, 일례로서 제2 주사에 있어서의 레이저 광(45)의 출력은 50㎽이다. 이 출력은 제1 주사의 경우(65㎽)보다 작다. 레이저 광(45)의 출력의 차이에 대해서는 후술한다.
여기에서는, 레이저 광(45)은 기판(10)의 U단부측 또는 D단부측에서 반복하여 한번 쓰기의 요령으로 주사되어 있다. 그러나, 예를 들면, 레이저 광(45)을 조사하면서 U단부측으로부터 D단부측으로 주사한 후, 레이저 광(45)을 조사하지 않고 U단부측으로 되돌아와 다시 레이저 광(45)을 조사하면서 D단부측으로 주사해도 좋다.
또, R단부측의 절단 예정선(21a)으로부터 L단부측의 절단 예정선(21a)으로 화살표 t2의 방향으로 주사했지만, L단부측의 절단 예정선(21a)으로부터 R단부측의 절단 예정선(21a)으로 화살표 t2와 반대 방향으로 주사해도 좋다.
또한, Start 위치와 End 위치는 예로서 레이저 가공 장치(50) 및 기판(10)의 크기, 칩(20)의 크기에 의해 변경할 수 있다.
이것으로 기판 이면(10b)으로부터 기판(10)의 깊은 거리의 위치(d1)에 레이저 광(45)을 조사하여 개질 영역(23)을 형성하는 공정이 종료된다.
또, 기판(10) 내에는 절단 예정선(21a, 21b)을 따라 개질 영역(23)이 형성되어 있다. 그러나 전술한 것처럼 제1의 실시의 형태에서는 2단으로 개질 영역을 형성함으로써, 기판(10)을 절단하는 것으로 하고 있으므로 개질 영역(23)만으로는 기판(10)을 절단하는 데는 불충분하다.
다음에, 기판 이면(10b)으로부터 기판(10)의 얕은 거리의 위치(d2)에 레이저 광(45)을 조사하여 개질 영역(24)을 형성하는 공정을 설명한다. 또, 레이저 광(45)은 전술한 기판 이면(10b)으로부터 기판(10)의 깊은 위치(d1)에 조사한 것과 같은 절단 예정선(21a, 21b)을 따라 조사된다. 따라서, 레이저 광(45)의 조사에 의해 형성되는 개질 영역은 기판 이면(10b)으로부터 거리가 다른 위치에 2단으로 형성되게 된다.
제어부(61)는 레이저 광(45)의 집광점의 위치를 기판 이면(10b)을 “0”으로 하여 d2의 위치에 설정한다(스텝 107). 일례로서 d2는 -25㎛이다. 따라서, 기판(10) 내의 d2의 위치는 d1(-35㎛)의 위치에 비해 기판 이면(10b)으로부터 얕은 거리의 위치로 된다.
그리고, X방향으로 개질 영역을 형성하는 제3 주사를 행한다(스텝 108 및 스텝 109). 또, 제3 주사는 스텝 108의 제3-1 주사와 스텝 109의 제3-2 주사의 2개의 스텝으로 나누어져 있다.
그런데, 제3 주사에서는, 도 5(c)에 나타내듯이, 기판(10)을 2개의 영역 AU와 AD로 나누어 레이저 광(45)을 조사하고 있다. 영역 AU는 기판(10)의 U단부로부터 기판(10)의 중앙부(C부)까지의 영역이고, 영역 AD는 기판(10)의 D단부로부터 기판(10)의 중앙부(C부)까지의 영역이다.
그리고, 제3-1 주사에서는 영역 AU를 레이저 가공하고, 제3-2 주사에서는 영역 AD를 레이저 가공한다.
우선, 영역 AU를 레이저 가공하는 제3-1 주사(스텝 108)를 설명한다. 또, 레이저 광(45)의 집광점의 위치는 스텝 107에서 설정된 d2=-25㎛이다.
제3-1 주사에서는, 도 5(c)에 나타내듯이, 제1 주사인 스텝 105와 마찬가지로 제어부(61)는 기판(10)의 U단부측에서 또한 R단부측에서 기판(10)의 밖에 설치된 Start1 위치로부터 절단 예정선(21a)을 따라 레이저 광(45)의 조사가 개시된다. 그리고, 화살표 t31의 방향으로 레이저 광(45)의 주사가 진행되어 간다. 그리고, 레이저 광(45)은 기판(10)의 중앙부에서 한편 R단부측에서 기판(10)의 밖에 설치된 End1 위치에서 종료한다.
즉, 제1의 가공 방법의 일례로서의 제3-1 주사에서는 영역 AU에 있어서, 화살표 t31로 나타내듯이, 기판(10)의 외주의 일방의 단부인 U단부의 절단 예정선(21a)으로부터 기판(10)의 중앙부(C부)의 절단 예정선(21a)으로 진행되어 개질 영역(24)을 형성해 나간다.
이 때, 제3-1 주사에 있어서의 절단 예정선(21a)은 제1 주사(400개)에서의 반(200개)으로 되고, 레이저 광(45)은 반복하면서 기판 이면(10b) 상을 200회 주사한다.
또, 일례로서 제3-1 주사에 있어서의 레이저 광(45)의 출력은 75㎽이다. 이 출력의 값은 제1 주사의 경우(65㎽)보다 크다. 이 레이저 광(45)의 출력의 차이에 대해서는 후술한다.
다음에, 영역 AD에 대한 제3-2 주사(스텝 109)를 설명한다. 또, 레이저 광(45)의 집광점의 위치는 스텝 107에서 설정된 d2=-25㎛이다.
제3-2 주사에서는, 도 5(c)에 나타내듯이, 전술한 제3-1 주사와 달리 제어부(61)는 흡착 스테이지(52)를 기판(10)의 D단부측에서 또한 L단부측에서 기판(10)의 밖에 설치된 Start2 위치로 이동한다. 그리고, 제어부(61)는 레이저 광(45)을 조사하면서 흡착 스테이지(52)를 절단 예정선(21a)을 따라 이동시킨다. 그리고, 화살표 t32의 방향으로 레이저 광(45)의 주사가 진행되어 간다. 그리고, 레이저 광(45)은 기판(10)의 중앙부에서 한편 R단부측의 기판(10)의 밖에 설치된 End2 위치에서 종료한다.
즉, 제2의 가공 방법의 일례로서의 제3-2 주사에서는 영역 AD에 있어서, 화살표 t32로 나타내듯이, 기판(10)의 외주의 타방의 단부인 D단부의 절단 예정선(21a)으로부터 기판(10)의 중앙부(C부)의 절단 예정선(21a)으로 진행되어 개질 영역(24)을 형성해 나간다.
이 때, 제3-2 주사에 있어서의 절단 예정선(21a)은 제1 주사(400개)에서의 반(200개)으로 되고, 레이저 광(45)은 반복하면서 기판 이면(10b) 상을 200회 주사한다.
또, 일례로서 제3-2 주사에 있어서의 레이저 광(45)의 출력은 75㎽로 제3-1 주사와 같다.
이상 설명한 것처럼, 제3-1 주사와 제3-2 주사는 화살표 t31과 화살표 t32로 나타내듯이, 레이저 가공은 기판(10)의 외주의 단부로부터 중앙부로 진행되어 간다.
다음에, Y방향으로 개질 영역을 형성하는 제4 주사를 행한다(스텝 110). 또, 레이저 광(45)의 집광점의 위치는 스텝 107에서 설정된 d2=-25㎛이다.
제4 주사에서는, 도 5(d)에 나타내듯이, 제2 주사인 스텝 106과 마찬가지로 기판(10)을 1개의 영역으로 하여, 화살표 t4로 나타내는 한 방향으로 기판(10)의 외주의 일방의 단부인 R단부의 절단 예정선(21b)으로부터 기판(10)의 외주의 타방의 단부인 L단부의 절단 예정선(21b)으로 레이저 가공이 진행되어 개질 영역(24)을 형성해 나간다.
이 때, 제4 주사에 있어서의 절단 예정선(21b)은 제2 주사와 같은 170개로 된다. 이 때문에 제4 주사에 있어서의 레이저 광(45)은 기판 이면(10b) 상을 반복하면서 170회 주사하게 된다.
또, 일례로서 제4 주사에 있어서의 레이저 광(45)의 출력은 55㎽이다. 이 출력의 값은 제2 주사의 경우(50㎽)보다 크다. 이 레이저 광(45)의 출력의 차이에 대해서는 후술한다.
이것으로 1매째의 기판 유닛(30)에 대해서 기판 이면(10b)으로부터 기판(10)의 깊은 거리의 위치(d1)와 얕은 거리의 위치(d2)에 레이저 광(45)을 조사하여 개질 영역(23, 24)을 형성하는 공정이 종료된다.
그러면, 제어부(61)는 로봇 암에 의해 기판 유닛(30)을 흡착 스테이지(52)로부터 언로드 카세트(58a)에 이송한다(스텝 111).
그리고, 제어부(61)는 로드 카세트(57a)에 기판 유닛(30)이 남아 있는지 아닌지를 판별한다(스텝 112). 그리고, 제어부(61)는 로드 카세트(57a)가 기판 유닛(30)은 남아 있지 않다(비었다)고 판단한 경우에는 레이저 가공을 종료한다. 제어부(61)는 로드 카세트(57a)가, 기판 유닛(30)이 남아 있다고 판단한 경우에는 스텝 101로 되돌아가 다음의 기판 유닛(30)에 대해서 레이저 가공을 행한다. 이하 같이 제어부(61)는 로드 카세트(57a)에 수납된 모든 기판 유닛(30)에 대해서 레이저 가공을 행한다.
이상 설명한 것처럼, 제1의 실시의 형태에서는 제1 주사 및 제3 주사에 있어서 기판(10)의 절단 예정선(21a)을 따라 X방향으로, 기판 이면(10b)으로부터가 다른 거리로 레이저 광(45)을 조사하고 있다. 또, 제2 주사 및 제4 주사에 있어서 기판(10)의 절단 예정선(21b)을 따라 Y방향으로, 기판 이면(10b)으로부터가 다른 거리로 레이저 광(45)을 조사하고 있다. 그리고, 제3 주사를, 제3-1 주사와 제3-2 주사의 2개로 나누어 기판 이면(10b)을 2개로 나눈 각각의 영역에 대해서 각각 기판(10)의 단부로부터 중앙부로 레이저 가공이 진행되어 가도록 하고 있다.
도 6은 전술한 제1 주사로부터 제4 주사에 있어서의 주사 방향, 기판 이면(10b)으로부터의 거리, 레이저 광(45)의 출력의 값, 주사 피치, 가공 개수를 나타낸다.
전술한 것처럼, 제1 주사와 제3 주사는 같은 X방향의 주사이지만 기판 이면(10b)으로부터의 거리가 다르다. 그리고, 레이저 광(45)의 출력이 제1 주사(65㎽)에 비해 제3 주사(75㎽)가 크다. 이것은 다음의 이유에 의한다. 제1 주사에서는 레이저 광(45)의 집광점은 기판 이면(10b)으로부터의 깊은 위치로 설정되어 있기 때문에 기판 표면(10a)에 형성된 LED(12)에 가깝다. 그래서, 레이저 광(45)의 조사에 의한 온도 상승이나 레이저 광(45)의 조사에 의한 손상 등으로 LED(12)의 특성이 열화할 우려가 있다. 그래서, 제1 주사에서는 레이저 광(45)의 출력을 작게 하고 있다. 또, 레이저 가공 후의 브레이킹(breaking) 공정에 있어서 용이하게 기판(10)을 칩(20)으로 절단할 수 있도록 제3 주사에 있어서의 레이저 광(45)의 출력을 큰 값으로 설정하고 있다. 즉, 레이저 광이 입사하는 기판 이면(10b)으로부터의 거리가 작을수록 레이저 광(45)의 출력이 크다.
또, 레이저 광(45)의 출력이 제2 주사(50㎽)의 경우에 비해 제4 주사(55㎽)가 큰 것도 같은 이유에 의한다.
한편, 레이저 광(45)의 출력은 제1 주사(65㎽)의 경우에 비해 제2 주사(50㎽)의 경우가 작다. 이것은 다음의 이유에 의한다. 제1 주사의 X방향의 절단 예정면(22a)은 단결정 사파이어의 A면(11-20)에서 벽개면은 아니기 때문에 갈라지기 어렵다. 이것에 대해 제2 주사의 Y방향의 절단 예정면은 단결정 사파이어의 결정면(M면)(1100)에서 벽개면에 해당하여 갈라지기 쉽다. 즉, 절단 예정선(21a)은 벽개면을 따른 방향과는 다른 방향에 해당하여 절단 예정선(21b)은 벽개면을 따른 방향에 해당한다.
이 때문에 벽개면을 따른 방향의 절단 예정선(21b)에의 레이저 광(45)인 제2 주사의 레이저 광(45)의 출력을 벽개면을 따른 방향과는 다른 절단 예정선(21a)에의 제1 주사의 경우에 비해 작게 설정하고 있다. 이 때문에 제2 주사에서의 레이저 광(45)의 출력은 제1 주사에서의 경우에 비해 작게 설정되어 있다.
또, 제4 주사(55㎽)의 경우의 레이저 광(45)의 출력이 제3 주사(75㎽)의 경우에 비해 작은 것도 같은 이유에 의한다.
도 7은 제1의 실시의 형태를 이용하지 않는 경우에 있어서의 레이저 광(45)이 기판(10)을 주사하는 방향을 나타내는 도이다.
제1의 실시의 형태를 이용하지 않는 경우와 제1의 실시의 형태를 비교하면 제3 주사인 도 7(c)이 제1의 실시의 형태의 도 5(c)와 다르게 되어 있다. 즉, 제1의 실시의 형태를 이용하지 않는 경우에서는, 제3 주사에 있어서 레이저 가공은 기판(10)을 1개의 영역으로 하여, 화살표 t3로 나타내는 한 방향으로 기판(10)의 외주의 일방의 단부인 U단부의 절단 예정선(21a)으로부터 외주의 타방의 단부인 D단부의 절단 예정선(21a)으로 진행되어 개질 영역(24)을 형성해 나간다.
즉, 제1의 실시의 형태를 이용하지 않는 경우는, 도 4에 나타낸 제1의 실시의 형태의 흐름도에 있어서, 제3 주사를 스텝 108과 S109로 나누는 일 없이 스텝 105의 제1 주사와 마찬가지로 행하고 있다.
또, 제1의 실시의 형태를 이용하지 않는 경우의 제3 주사에 있어서 레이저 광(45)의 출력은 일례로서 제1의 실시의 형태에 있어서의 제3-1 주사와 같이 75㎽이다.
그리고, 다른 주사(제1 주사, 제2 주사, 제4 주사)는 제1의 실시의 형태와 마찬가지이다.
도 8(a)은 제1의 실시의 형태에 있어서의 레이저 가공 방법에 의해 가공된 칩(20)의 단면을 설명하는 도이다. 도 1(a)은 기판 유닛(30)의 A-A′선에서의 단면이다. 제1의 실시의 형태에 있어서는 개질 영역(23, 24)은 절단 예정면(22a) 내에 형성되어 있다. 따라서, 브레이킹 공정에 있어서 개질 영역(23, 24)과 나누기홈(14)을 연결한 면인 절단 예정면(22a)에 크랙이 생겨 기판(10)은 칩(20)으로 절단된다. 따라서, 칩(20)의 단면은 기판 표면(10a) 및 기판 이면(10b)에 대해서 수직으로 형성된다. 이와 같이 칩(20)은 미리 정해진 단면 형상으로 되어 형상 불량을 억제할 수 있다.
한편, 도 8(b)은 제1의 실시의 형태를 이용하지 않는 경우의 레이저 가공 방법에 의해 가공된 칩(20)의 단면을 설명하는 도이다. 이 단면은 도 8(a)과 마찬가지로 도 1(a)의 A-A′선에서의 단면이다. 제3 주사에 있어서 레이저 가공이 기판(10)의 D단에 가까워지면 레이저 광(45)의 조사의 도중에 있어서, 화살표 P1로 나타내듯이, 기판(10)에 부분적인 절단이 생겨 기판(10)의 일부가 D단부측으로 벗어나는(벗어남 g) 일이 있다. 그러면, 레이저 광(45)은 화살표 P2로 나타내듯이, 이미 절단 예정면(22a) 내에 조사되지 않고, 절단 예정선(21a)으로부터 벗어난 위치(벗어남 g)에 개질 영역(24)을 형성한다. 그러면, 개질 영역(23, 24)과 나누기홈(14)을 연결한 면은 절단 예정면(22a)과 일치하지 않는다. 이 때문에 칩(20)의 단면에는 벗어남 g에 기인하여 뻗어 나온 부분이나 빠진 부분이 생긴다. 이 때문에 칩(20)은 미리 정해진 단면 형상으로부터 벗어나 형상 불량으로 된다.
벗어남은 제3 주사에 있어서 레이저 가공이 기판(10)의 U단부측으로부터 D단부측에 향해 행해진다고 하면 주사가 기판(10)의 중앙부(C부)를 넘어 D단부측으로 진행되어 왔을 때에 발생하기 쉽다.
전술한 것처럼, 제3 주사에서는 후의 브레이킹 공정으로 확실히 기판(10)이 칩(20)으로 절단되도록 제1 주사에 비해 레이저 광(45)의 출력을 올리고 있다. 이 때문에 제3 주사에 있어서 레이저 광(45)이 조사된 기판(10)은 칩(20)으로 분리하기 직전의 상태로 되어 있다. 이 때문에 제3 주사에 있어서 레이저 광(45)이 조사된 기판(10)의 부분은 절단 예정선(21a)으로 움직이기 쉬워져 있고, 흡착 스테이지(52)와의 밀착성이 증대하고 있다고 생각된다.
한편, 제3 주사에 있어서 아직 레이저 광(45)이 조사되어 있지 않은 기판(10)의 부분은 절단 예정선(21a)에 있어서 움직이기 힘든 상태인 채이다. 또, 기판(10)은 LED(12)의 제작 등에 의한 응력의 발생에 의해 휘어진 상태를 가지고 있다. 이 때문에 기판(10)은 원래 흡착 스테이지(52)와의 밀착이 약하다고 생각된다.
이 때문에 제3 주사에 있어서 레이저 광(45)이 조사된 부분이 기판(10)의 중앙을 넘어 넓어지고, 이 부분의 흡착 스테이지(52)에의 밀착성이 증대하고 있는 곳에 레이저 광(45)의 조사에 의해 우연히 기판(10)에 크랙 등이 들어가면 흡착 스테이지(52)에의 밀착성이 약한 레이저 광(45)이 조사되어 있지 않은 기판(10)의 나머지의 부분이 벗어나게(움직이게) 된다고 생각된다.
이에 의해 벗어난 기판(10)의 부분의 절단 예정선(21a)은 레이저 광(45)의 조사 위치로부터 벗어나게 된다.
이것에 대해 제1의 실시의 형태에서는 제3 주사에 있어서 레이저 가공은 기판 이면(10b)을 2개의 영역으로 나누고, 각각의 영역에 있어서 기판(10)의 단부로부터 중앙부를 향하도록 설정되어 있다.
이와 같이 하면 제3-1 주사에 있어서 레이저 광(45)이 조사된 기판(10)의 U단부측으로부터 흡착 스테이지(52)에의 밀착성이 향상된다. 한편, 제3-1 주사에 있어서 레이저 광(45)이 조사되어 있지 않은 기판(10)의 나머지의 부분은 레이저 광(45)이 조사된 기판(10)의 U단부측보다 면적이 크고, 전체적으로 흡착 스테이지(52)에 흡착되어 있다. 따라서, 가령, 레이저 광(45)의 조사에 의해 부분적인 절단이 생겼다고 해도 횡방향의 힘은 기판(10)의 레이저 광(45)이 조사된 부분 및 레이저 광(45)이 조사되어 있지 않은 부분의 어느 것도 움직이지 못하고 벗어남(움직임)이 생기지 않는다고 생각된다.
한편, 제3-2 주사에 있어서 레이저 광(45)이 조사된 기판(10)의 D단부측으로부터 흡착 스테이지(52)에의 밀착성이 향상된다. 그리고, 기판(10)의 U단부측은 제3-2 주사에 의해 이미 흡착 스테이지(52)에의 밀착성이 증대되어 있다. 따라서, 가령, 레이저 광(45)의 조사에 의해, 부분적인 절단이 생겼다고 해도, 이에 의해 생긴 횡방향의 힘은 기판(10)의 레이저 광(45)이 조사된 기판(10)의 D단부측의 부분 및 제3-1 주사로 레이저 광(45)이 조사된 기판(10)의 AU영역의 어느 것도 움직일 수가 없다. 이에 의해 제3-2 주사에 있어서 아직 레이저 조사가 되어 있지 않은 부분도 벗어남을 일으키지 않는다고 생각된다.
이러한 것으로부터 제1의 실시의 형태에 있어서 형성되는 개질 영역(23, 24)이 상정된 절단 예정선(21a, 21b)으로부터 벗어나는 것을 억제할 수가 있다.
또, Y방향으로 개질 영역(23, 24)을 형성하는 제4 주사에 있어서 벗어남이 생기지 않는 것은 전술한 것처럼 Y방향의 절단 예정선(21b)은 벽개면을 따른 방향으로서, 기판(10)이 갈라지기 쉽기 때문에 레이저 광(45)의 출력을 기판(10)이 칩(20)으로 분리하기 직전의 상태로 할 때까지 올리는 것을 필요로 하지 않기 때문이라고 생각된다.
따라서, 제1의 실시예의 제3-1 주사 및 제3-2 주사와 같이 기판 이면(10b)을 복수의 영역으로 나누고 기판(10)의 외주의 일방의 단부로부터 중앙부에 걸쳐 실시하는 레이저 가공은 절단 예정선(21a)과 같이 절단 예정선이 벽개면을 따른 방향과는 다른 방향으로 상정되어 있는 경우에 적용하는 것이 바람직하다.
따라서, 기판 이면(10b)을 복수의 영역으로 나누고 기판(10)의 외주의 일방의 단부로부터 중앙부에 걸쳐 실시하는 레이저 가공은 그 절단 예정선(21a, 21b)에 대한 레이저 광(45)이 입사하는 기판(10)의 표면으로부터 거리를 바꾸어 행하는 여러 차례의 레이저 조사 중에서 마지막 회인 것이 바람직하다.
또, 본 실시의 형태에서는 기판 이면(10b)을 2개의 영역으로 나누어 행한 제3 주사는 X방향의 절단 예정선(21a)에 있어서의 마지막 회이다.
<제2의 실시의 형태>
도 9는 제2의 실시의 형태에 있어서의 레이저 가공 방법에 있어서 레이저 광(45)이 기판(10)을 주사하는 방향을 나타내는 도이다.
제2의 실시의 형태에 있어서도, 도 1에 나타내는 기판 유닛(30), 도 2에 나타내는 레이저 가공 장치(50), 도 3에 나타내는 레이저 가공에 의한 기판(10)의 내부에의 개질 영역(23, 24)을 형성하는 방법은 제1의 실시의 형태와 마찬가지이다.
제2의 실시의 형태와 제1의 실시의 형태와의 차이는 도 9(c)에 나타내는 제3 주사에 있어서 기판(10)이 3개의 영역으로 나누어져 있는 것에 있다. 즉, 기판(10)은 U단부로부터 중앙부에의 영역 BU와, D단부로부터 중앙부에의 영역 BD와, 중앙부의 영역 BC이다. 그리고, 제3 주사는 영역 BU에 대한 제3-1 주사, 영역 BD에 대한 제3-2 주사, 영역 BC에 대한 제3-3 주사로 나누어지고, 이들이 차례로 행해진다.
제3-1 주사는 제1의 실시의 형태의 제3-1 주사와 마찬가지로 레이저 가공은 영역 BU에 대해서 U단부로부터 중앙부를 향해 나아간다. 제3-2 주사는 제1의 실시의 형태의 제3-2 주사와 마찬가지로 레이저 가공은 영역 BD에 대해서 D단부로부터 중앙부를 향해 나아간다. 또, 레이저 가공의 자세한 것은 제1의 실시의 형태와 마찬가지이므로 상세한 설명을 생략한다.
마지막으로, 제3-3 주사에 있어서 레이저 가공은 영역 BC에 대해서 행해진다. 제3-1 주사 및 제3-2 주사의 다음이면 전술한 것처럼 영역 BU 및 영역 BD는 벗어나지(움직이지) 않게 흡착 스테이지(52)에 흡착되어 있다. 따라서, 중앙부(C부)의 영역 BC는 이들의 영역에 끼워져 움직이지 않는다. 그래서, 제3-3 주사는 영역 BC의, 영역 BU 또는 영역 BD의 어느 측으로부터 시작해도 좋다.
즉, 제2의 실시의 형태에 있어서, 기판(10)의 단부의 영역에 대해 레이저 가공을 단부로부터 중앙부로 나아가도록 행하고, 그 후에 중앙부의 영역에 대해 레이저 가공을 행하면 좋다.
다른 주사(제1 주사, 제2 주사, 제4 주사)는 제1의 실시의 형태와 마찬가지이다.
이와 같이 함으로써 제1의 실시의 형태와 마찬가지로 형성되는 개질 영역(23, 24)이 상정된 절단 예정선(21a, 21b)으로부터 벗어나는 것을 억제할 수 있다.
또, 제2의 실시의 형태에서는 기판(10)을 3개의 영역으로 나누었지만, 3을 넘는 영역으로 나누어도 좋다.
제1 및 제2의 실시의 형태에 있어서 엑시머 여기의 펄스 레이저 광으로서 파장 266㎚의 것을 이용할 수가 있다. 또, CO2 레이저나 YAG 레이저, YLF(이트륨리튬풀루오라이드(yttrium lithium fluoride)) 레이저를 이용해도 좋다.
또한, 제1 및 제2의 본 실시의 형태에서는 기판 이면(10b)으로부터의 거리를 바꾸어 개질 영역(23, 24)을 2회 형성했지만, 기판 이면(10b)으로부터의 위치를 3개로 하여 1개의 절단 예정선(21a) 또는 절단 예정선(21b)에 대해서 개질 영역을 3회 형성해도 좋다. 이 때는 3번째의 주사에 있어서 기판 이면(10b)을 복수의 영역으로 나누어 기판(10)의 단부의 영역에 대해 레이저 가공을 기판(10)의 단부로부터 중앙부를 향해 행하면 좋다. 또, 3회 이상으로 해도 좋다. 또한, 기판 이면(10b)으로부터의 위치는 기판(10)의 두께 등을 고려하여 설정해도 좋다.
그리고, 본 실시의 형태에 있어서의 X방향과 Y방향의 주사의 순서를 X방향의 다음에 Y방향으로 했지만, 반대로 Y방향의 다음에 X방향으로 해도 좋다. 또한, 본 실시의 형태에서는 레이저 광(45)의 주사를 X방향과 Y방향으로 교대로 했지만 일방의 방향을 거듭해 가도 좋다.
본 실시의 형태에서는 레이저 광(45)의 출력을 기판 이면(10b)으로부터의 거리에 의해 변경했지만, 같아도 좋고 기판 이면(10b)으로부터의 거리가 큰 경우의 레이저 광(45)의 출력을 거리가 작은 경우보다 크게 설정해도 좋다.
본 실시의 형태에서는 나누기홈(14)을 형성한 기판(10)을 이용했지만 나누기홈(14)을 설치하지 않는 기판(10)이라도 좋다.
본 실시의 형태에서는 기판(10)으로서 단결정 사파이어로 했지만 Si, SiC, GaAs계의 반도체나 유리, 세라믹스 등이라도 좋다.
또, 본 발명의 레이저 가공 방법은 III족 질화물 반도체로 이루어지는 발광 소자의 제조 방법으로 한정되는 일 없이 III족 질화물 반도체 이외의 발광 소자(LED)나 LSI 등의 집적회로나 기구계를 전기·전자 회로와 함께 조립해 넣은 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 등이라도 좋다.
10 기판 11 오리엔테이션 플랫(OF)
12 LED 13a, 13b 전극
15 점착 시트 16 금속 링(ring)
20 칩(chip) 21a, 21b 절단 예정선
22a 절단 예정면 30 기판 유닛
41 레이저 광 발생부
42 다이크로익 미러(dichroic mirror)
44 광학계 45 레이저 광
50 레이저 가공 장치 51 기체
52 흡착 스테이지(stage) 55 지지체
56 암(arm)
57 로드(load) 카세트 엘리베이터
57a 로드 카세트
58 언로드(unload) 카세트 엘리베이터
58a 언로드 카세트
61 제어부 62 촬상부
63 표시부

Claims (8)

  1. 판 모양의 기판에 상정된 절단 예정선에 기초하여, 당해 기판의 일방의 표면으로부터의 복수의 거리에 대해서 집광한 레이저 광을 조사하고, 당해 기판의 내부에 당해 거리마다 개질 영역을 여러 차례에 걸쳐서 형성하는 레이저 가공 방법으로서,
    상기 기판의 X방향으로 상기 개질 영역을 형성하는 제1 주사와, 상기 기판의 Y방향으로 상기 개질 영역을 형성하는 제2 주사와, 재차 상기 기판의 X방향으로 상기 개질 영역을 형성하는 제3 주사를 실시하고,
    상기 제3 주사는,
    상기 기판을, 상기 기판의 외주의 일방의 단부로부터 상기 기판의 중앙부까지의 제1의 영역과, 상기 기판의 외주의 타방의 단부로부터 상기 기판의 중앙부까지의 제2의 영역의 2개의 영역으로 나누고,
    상기 제1의 영역에 있어서 상기 기판의 외주의 일방의 단부측에서 한편 기판의 밖에 설치된 제1의 개시점으로부터 레이저 광의 조사를 개시하고, 상기 기판의 중앙부를 향해 레이저광의 주사를 진행하고, 상기 기판의 중앙부의 단부측에서 한편 기판의 밖에 설치된 제1의 종료점에서 레이저 광의 조사를 종료하여 상기 개질 영역을 형성하는 제1의 가공 방법과,
    상기 제1의 가공 방법에 이어서, 상기 제2의 영역에 있어서 상기 기판의 외주의 타방의 단부측에서 한편 기판의 밖에 설치된 제2의 개시점으로부터 레이저 광의 조사를 개시하고, 상기 기판의 중앙부를 향해 레이저 광의 주사를 진행하고, 상기 기판의 중앙부의 단부측에서 한편 기판의 밖에 설치된 제2의 종료점에서 레이저 광의 조사를 종료하여 상기 개질 영역을 형성하는 제2의 가공 방법을 이용하고,
    상기 제1 주사의 레이저 광의 출력에 비하여 상기 제3 주사의 레이저 광의 출력이 큰 것인 레이저 가공 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 절단 예정선이 상기 기판의 벽개면을 따른 방향과는 다른 방향으로 상정되어 있는 경우에,
    상기 제1의 가공 방법과 상기 제2의 가공 방법에 의해 상기 개질 영역을 형성하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 기판에 상정된 상기 절단 예정선에 대해서 행하는 상기 개질 영역의 여러 차례의 형성 중에서,
    마지막 회에 상기 제1의 가공 방법과 상기 제2의 가공 방법을 이용하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 기판의 내부에 당해 기판의 일방의 표면으로부터의 복수의 거리에 대해서 당해 거리마다의 여러 차례의 개질 영역의 형성이,
    상기 기판의 레이저 광이 입사하는 표면으로부터의 거리가 큰 쪽으로부터 작은 쪽으로 행해지는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 기판의 내부에 당해 기판의 일방의 표면으로부터의 복수의 거리에, 당해 거리마다 여러 차례에 걸친 개질 영역의 형성에 있어서,
    상기 기판의 레이저 광이 입사하는 표면으로부터의 거리가 작을수록 레이저 광의 출력이 큰 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판이 C축 배향의 사파이어로서, 상기 절단 예정선이 결정면(1100)을 따른 방향과는 다른 방향으로 상정되어 있는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
  7. 기판 상에 n형 반도체층, 발광층 및 p형 반도체층을 이 순으로 에피택셜 성장시키는 공정과,
    상기 에피택셜 성장된 기판 상에 복수의 화합물 반도체 발광 소자를 형성하는 공정과,
    상기 화합물 반도체 발광 소자를 복수 형성한 후에 제1항 내지 제5항의 어느 한 항에 기재의 레이저 가공 방법을 마련한 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 화합물 반도체 발광 소자의 제조 방법.
  8. 기판 상에 n형 반도체층, 발광층 및 p형 반도체층을 이 순으로 에피택셜 성장시키는 공정과,
    상기 에피택셜 성장된 기판 상에 복수의 화합물 반도체 발광 소자를 형성하는 공정과,
    상기 화합물 반도체 발광 소자를 복수 형성한 후에 제6항에 기재의 레이저 가공 방법을 마련한 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 화합물 반도체 발광 소자의 제조 방법.
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Families Citing this family (55)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011201759A (ja) * 2010-03-05 2011-10-13 Namiki Precision Jewel Co Ltd 多層膜付き単結晶基板、多層膜付き単結晶基板の製造方法および素子製造方法
US8722516B2 (en) * 2010-09-28 2014-05-13 Hamamatsu Photonics K.K. Laser processing method and method for manufacturing light-emitting device
JP2012146876A (ja) * 2011-01-13 2012-08-02 Hamamatsu Photonics Kk レーザ加工方法
JP5670764B2 (ja) * 2011-01-13 2015-02-18 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法
JP5480169B2 (ja) 2011-01-13 2014-04-23 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法
JP5789802B2 (ja) * 2011-03-22 2015-10-07 株式会社ソシオネクスト 半導体チップの製造方法
JP5823749B2 (ja) * 2011-07-11 2015-11-25 株式会社ディスコ 光デバイス基板の分割方法
US8450188B1 (en) * 2011-08-02 2013-05-28 Micro Processing Technology, Inc. Method of removing back metal from an etched semiconductor scribe street
US20130095581A1 (en) * 2011-10-18 2013-04-18 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Thick window layer led manufacture
JP5939769B2 (ja) * 2011-11-11 2016-06-22 株式会社ディスコ 板状物の加工方法
JP5946307B2 (ja) * 2012-03-28 2016-07-06 株式会社ディスコ ウエーハの分割方法
US20160265140A1 (en) * 2012-10-31 2016-09-15 Namiki Seimitsu Houseki Kabushiki Kaisha Single crystal substrate, manufacturing method for single crystal substrate, manufacturing method for single crystal substrate with multilayer film, and element manufacturing method
US9092187B2 (en) 2013-01-08 2015-07-28 Apple Inc. Ion implant indicia for cover glass or display component
US9623628B2 (en) * 2013-01-10 2017-04-18 Apple Inc. Sapphire component with residual compressive stress
EP2789004A1 (en) 2013-02-12 2014-10-15 Apple Inc. Multi-step ion implantation
US9416442B2 (en) 2013-03-02 2016-08-16 Apple Inc. Sapphire property modification through ion implantation
DE102013207480A1 (de) * 2013-04-24 2014-10-30 Smartrac Technology Gmbh Verfahren zur Vereinzelung eines Wafers in Chips
CN104972226A (zh) * 2014-04-10 2015-10-14 大族激光科技产业集团股份有限公司 一种双头激光加工装置及加工方法
JP6358941B2 (ja) * 2014-12-04 2018-07-18 株式会社ディスコ ウエーハの生成方法
JP6399914B2 (ja) * 2014-12-04 2018-10-03 株式会社ディスコ ウエーハの生成方法
JP6358940B2 (ja) * 2014-12-04 2018-07-18 株式会社ディスコ ウエーハの生成方法
JP6399913B2 (ja) * 2014-12-04 2018-10-03 株式会社ディスコ ウエーハの生成方法
JP6391471B2 (ja) * 2015-01-06 2018-09-19 株式会社ディスコ ウエーハの生成方法
JP6395613B2 (ja) * 2015-01-06 2018-09-26 株式会社ディスコ ウエーハの生成方法
JP6395634B2 (ja) * 2015-02-09 2018-09-26 株式会社ディスコ ウエーハの生成方法
JP6395632B2 (ja) * 2015-02-09 2018-09-26 株式会社ディスコ ウエーハの生成方法
JP6395633B2 (ja) * 2015-02-09 2018-09-26 株式会社ディスコ ウエーハの生成方法
JP6494334B2 (ja) * 2015-03-05 2019-04-03 株式会社ディスコ デバイスチップの製造方法
JP6425606B2 (ja) * 2015-04-06 2018-11-21 株式会社ディスコ ウエーハの生成方法
JP6429715B2 (ja) * 2015-04-06 2018-11-28 株式会社ディスコ ウエーハの生成方法
JP6472333B2 (ja) * 2015-06-02 2019-02-20 株式会社ディスコ ウエーハの生成方法
JP6482389B2 (ja) * 2015-06-02 2019-03-13 株式会社ディスコ ウエーハの生成方法
JP6478821B2 (ja) * 2015-06-05 2019-03-06 株式会社ディスコ ウエーハの生成方法
JP6486239B2 (ja) * 2015-08-18 2019-03-20 株式会社ディスコ ウエーハの加工方法
JP6486240B2 (ja) * 2015-08-18 2019-03-20 株式会社ディスコ ウエーハの加工方法
JP6510933B2 (ja) * 2015-08-21 2019-05-08 株式会社ディスコ 光デバイスウエーハの加工方法
JP2017059686A (ja) * 2015-09-16 2017-03-23 株式会社ディスコ ウエーハの加工方法
US10280504B2 (en) 2015-09-25 2019-05-07 Apple Inc. Ion-implanted, anti-reflective layer formed within sapphire material
JP6562819B2 (ja) * 2015-11-12 2019-08-21 株式会社ディスコ ＳｉＣ基板の分離方法
JP6654435B2 (ja) * 2016-01-07 2020-02-26 株式会社ディスコ ウエーハ生成方法
JP6690983B2 (ja) 2016-04-11 2020-04-28 株式会社ディスコ ウエーハ生成方法及び実第２のオリエンテーションフラット検出方法
JP6186049B1 (ja) * 2016-07-04 2017-08-23 株式会社片岡製作所 多軸制御の容易なレーザ加工装置
JP6508153B2 (ja) * 2016-09-21 2019-05-08 日亜化学工業株式会社 発光素子の製造方法
IT201600096357A1 (it) * 2016-09-26 2016-12-26 Cielle S R L Macchina per incisione laser
CN106548981B (zh) * 2016-09-30 2019-01-22 大族激光科技产业集团股份有限公司 硅晶片的激光加工方法
JP6513889B2 (ja) * 2016-11-03 2019-05-15 株式会社半導体エネルギー研究所 レーザ加工装置、積層体の加工装置およびレーザ加工方法
JP6620825B2 (ja) * 2017-02-27 2019-12-18 日亜化学工業株式会社 半導体素子の製造方法
JP2018157168A (ja) 2017-03-21 2018-10-04 東芝メモリ株式会社 半導体装置及びその製造方法
JP6677706B2 (ja) * 2017-12-27 2020-04-08 ファナック株式会社 リンク情報生成装置、リンク情報生成方法及びリンク情報生成プログラム
JP7118804B2 (ja) 2018-08-17 2022-08-16 キオクシア株式会社 半導体装置の製造方法
US11664276B2 (en) * 2018-11-30 2023-05-30 Texas Instruments Incorporated Front side laser-based wafer dicing
US10576585B1 (en) 2018-12-29 2020-03-03 Cree, Inc. Laser-assisted method for parting crystalline material
US10562130B1 (en) 2018-12-29 2020-02-18 Cree, Inc. Laser-assisted method for parting crystalline material
US11024501B2 (en) 2018-12-29 2021-06-01 Cree, Inc. Carrier-assisted method for parting crystalline material along laser damage region
US10611052B1 (en) 2019-05-17 2020-04-07 Cree, Inc. Silicon carbide wafers with relaxed positive bow and related methods

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008060164A (ja) * 2006-08-29 2008-03-13 Disco Abrasive Syst Ltd ウエーハのレーザー加工方法
JP2008244121A (ja) * 2007-03-27 2008-10-09 Rohm Co Ltd 窒化物半導体素子の製造方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6676878B2 (en) * 2001-01-31 2004-01-13 Electro Scientific Industries, Inc. Laser segmented cutting
US8946055B2 (en) * 2004-03-30 2015-02-03 Hamamatsu Photonics K.K. Laser processing method for cutting substrate and laminate part bonded to the substrate
EP1941988A4 (en) * 2005-09-21 2009-02-25 Orient Chemical Ind LASER-WELDED MATERIAL
JP5037082B2 (ja) 2006-10-02 2012-09-26 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法及びレーザ加工装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008060164A (ja) * 2006-08-29 2008-03-13 Disco Abrasive Syst Ltd ウエーハのレーザー加工方法
JP2008244121A (ja) * 2007-03-27 2008-10-09 Rohm Co Ltd 窒化物半導体素子の製造方法

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