KR101979397B1 - Method of dividing substrate with pattern - Google Patents

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이쿠요시 나카타니
쇼헤이 나가토모
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미쓰보시 다이야몬도 고교 가부시키가이샤
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Abstract

(과제) 반사막으로서 금속막을 갖는 패턴이 있는 기판을 양호하게 분할할 수 있는 방법을 제공한다.
(해결 수단)
단위 디바이스 패턴의 형성면과 반대측의 주면에, 상이한 2개의 산화막을 반복해 교대로 적층하여 이루어지는 다층막과, 금속막을 적층하여 이루어지는 패턴이 있는 기판을 분할하는 방법이, 선단(先端)에 날끝을 구비하는 툴의 선단을 다층막과 금속막과의 계면의 높이에 위치시킨 상태에서, 툴을 패턴이 있는 기판에 대하여 상대적으로 이동시킴으로써, 패턴이 있는 기판에 미리 정해진 가공 예정선을 따라 금속막만을 제거하여 가공 홈을 형성하는 금속막 제거 공정과, 가공 예정선을 따라, 개개의 단위 펄스광에 의해 패턴이 있는 기판에 형성되는 가공 흔적이 가공 홈에 있어서 이산적으로 위치하도록 레이저광을 조사하고, 각 가공 흔적으로부터 균열을 신전(伸展)시키는 균열 신전 가공 공정과, 균열 신전 후의 패턴이 있는 기판을 가공 예정선을 따라 브레이크하는 브레이크 공정을 구비하도록 했다.[PROBLEMS] To provide a method capable of satisfactorily dividing a substrate having a pattern having a metal film as a reflective film.
(Solution)
A method of dividing a multilayer film formed by alternately laminating two different oxide films repeatedly on a main surface opposite to the formation surface of a unit device pattern and a substrate having a pattern formed by laminating a metal film is provided with a tip end The tool is moved relative to the substrate having the pattern in a state where the tip of the tool is positioned at the height of the interface between the multilayer film and the metal film so that only the metal film is removed along the predetermined line to be machined A metal film removing step of forming a machining groove by irradiating a laser beam so that the machining marks formed on the substrate having the pattern by the individual unit pulse light are discretely positioned in the machining groove along the line to be machined, A crack extension processing process in which a crack is extended from a processing trace, and a process in which a substrate having a pattern after the crack extension is to be processed Which was referred to the brake comprises a brake process.

Description

패턴이 있는 기판의 분할 방법{METHOD OF DIVIDING SUBSTRATE WITH PATTERN}[0001] METHOD OF DIVIDING SUBSTRATE WITH PATTERN [0002]

본 발명은, 기판 상에 복수의 단위 패턴을 2차원적으로 반복해 배치하여 이루어지는 패턴이 있는 기판을 분할하는 가공 방법에 관한 것으로, 특히, 다층막과 금속막으로 이루어지는 반사 방지막을 구비하는 패턴이 있는 기판을 분할하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a processing method for dividing a substrate having a pattern formed by repeatedly arranging a plurality of unit patterns two-dimensionally on a substrate. More particularly, the present invention relates to a processing method for dividing a substrate having a pattern having an antireflection film made of a multilayer film and a metal film To a method of dividing a substrate.

LED 소자는, 예를 들면 사파이어 단결정 등의 기판(웨이퍼, 모기판) 상에 LED 소자의 단위 패턴을 2차원적으로 반복 형성하여 이루어지는 패턴이 있는 기판(LED 패턴이 있는 기판)을, 격자 형상으로 형성된 스트리트(street)라고 칭해지는 분할 예정 영역에서 분할하여, 개편화(個片化)(칩화)하는 프로세스로 제조된다. 여기에서, 스트리트란, 분할에 의해 LED 소자가 되는 2개의 부분의 간극(gap) 부분인 협폭(狹幅)의 영역이다.The LED device is a device in which a substrate (a substrate having LED patterns) having a pattern formed by repeatedly forming a unit pattern of LED elements two-dimensionally on a substrate (wafer or mother substrate) such as sapphire single crystal or the like Is divided into a predetermined dividing region called a formed street, and is made into a process of singulation (chip formation). Here, street is a narrow width region that is a gap portion of two portions that become LED elements by division.

이러한 분할을 위한 수법으로서, 펄스폭이 psec 오더의 초단(超短) 펄스광인 레이저광을, 개개의 단위 펄스광의 피(被)조사 영역이 가공 예정선을 따라 이산(離散)적으로 위치하는 조건으로 조사함으로써, 가공 예정선(통상은 스트리트 중심 위치)을 따라 분할을 위한 기점을 형성하는 수법이 이미 공지(公知)되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조). 특허문헌 1에 개시된 수법에 있어서는, 각각의 단(單)펄스광의 피조사 영역에 있어서 형성되는 가공 흔적의 사이에 벽개(cleavage)나 열개(parting)에 의한 균열 신전(伸展)(크랙 신전)이 발생하고, 이러한 균열을 따라 기판을 분할함으로써, 개편화가 실현된다.As a method for such division, laser light, which is ultrarapid pulsed light with a pulse width of psec order, is irradiated onto a substrate under the condition that the irradiated region of the individual unit pulse light is discrete A method of forming a starting point for division along a line to be machined (usually a street center position) is already known (see, for example, Patent Document 1). In the technique disclosed in Patent Document 1, crack propagation (crack extension) due to cleavage or parting occurs between processing traces formed in each irradiated area of single pulse light And by dividing the substrate along these cracks, the discretization is realized.

일본공개특허공보 2011-131256호Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2011-131256

전술한 바와 같은 패턴이 있는 기판 중에는, 분할에 의해 얻어진 LED 소자의 단면(端面)이 되는 면에, 소자 내부에서 발광한 레이저광을 반사시키는 반사막을 형성한 것이 있다. 이러한 반사막은 통상, 단위 패턴이 형성된 면과는 반대측의 면에 형성된다. 반사막으로서는, 예를 들면 TiO2의 박막층과 SiO2의 박막층이 반복하여 교대로 적층된 DBR이라고 불리는 다층막이나, Al, Ag, Au 등의 금속막이나, 혹은, 반사 효율을 보다 높이기 위해, DBR의 위에 금속막을 형성한 복합 구성인 것 등이 일반적이다.In the substrate having the above-described pattern, a reflective film for reflecting the laser beam emitted from the inside of the device is formed on the surface which becomes the end face of the LED element obtained by the division. This reflective film is usually formed on the surface opposite to the surface on which the unit pattern is formed. As the reflective film, for example, a multilayer film called DBR in which a thin film layer of TiO 2 and a thin film layer of SiO 2 are repeatedly laminated alternately, a metal film of Al, Ag, Au or the like, And a composite structure in which a metal film is formed on the metal film.

이러한, 반사막을 구비한 패턴이 있는 기판을, 전술한 바와 같은 레이저광의 조사에 의해 분할하고자 하는 경우, 단위 패턴에 대한 레이저광의 조사를 피하기 위해, 반사막의 측을 레이저광의 피조사면으로 하고 싶다는 요청이 일반적으로 있다. 그러나, 반사막이 금속막을 포함하여 구성되어 있는 경우, 당해 금속막을 피조사면으로 하여 금속막에 있어서 레이저광이 흡수되어 버려, 양호한 분할을 행하는 것이 곤란하다.When it is desired to divide a substrate having a pattern having a reflective film by irradiating laser light as described above, a request to make the side of the reflective film to be irradiated with laser light in order to avoid irradiation of laser light on the unit pattern Generally. However, when the reflective film is composed of a metal film, laser light is absorbed in the metal film with the metal film as a surface to be irradiated, and it is difficult to perform good division.

본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 반사막으로서 금속막을 갖는 패턴이 있는 기판을 양호하게 분할할 수 있는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a method capable of satisfactorily dividing a substrate having a pattern having a metal film as a reflective film.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 제1 태양에 따른 발명은, 사파이어 단결정 기판 상에 복수의 단위 디바이스 패턴을 2차원적으로 반복해 배치하여 이루어지는 패턴이 있는 기판을 분할하여 개편화하는 방법으로서, 상기 패턴이 있는 기판이, 상기 사파이어 단결정 기판에 있어서 상기 단위 디바이스 패턴의 형성면과 반대측의 주면에, 상이한 2개의 산화막을 반복해 교대로 적층하여 이루어지는 다층막과, 금속막을 적층하여 이루어지는 것이며, 선단(先端)에 날끝을 구비하는 툴의 상기 선단을 상기 다층막과 상기 금속막과의 계면의 높이에 위치시킨 상태에서, 상기 툴을 상기 패턴이 있는 기판에 대하여 상대적으로 이동시킴으로써, 상기 패턴이 있는 기판에 미리 정해진 가공 예정선을 따라 상기 금속막만을 제거하여 가공 홈을 형성하는 금속막 제거 공정과, 상기 금속막이 제거된 후의 상기 패턴이 있는 기판에 대하여, 상기 가공 예정선을 따라, 개개의 단위 펄스광에 의해 상기 패턴이 있는 기판에 형성되는 가공 흔적이 상기 가공 홈에 있어서 이산적으로 위치하도록 레이저광을 조사하여, 상기 단위 펄스광의 조사에 의해 발생하는 운동에너지에 따른 충격이나 응력에 의해, 각각의 상기 가공 흔적으로부터 상기 패턴이 있는 기판에 균열을 신전시킴과 함께 상기 가공 흔적끼리의 사이에 있어서의 균열을 신전시키는 균열 신전 가공 공정과, 상기 균열 신전 가공 공정을 거친 상기 패턴이 있는 기판을 상기 가공 예정선을 따라 브레이크하는 브레이크 공정을 구비하고, 상기 균열 신전 가공 공정에 의해서, 상기 가공 흔적끼리의 사이 및 가공 흔적으로부터 패턴이 있는 기판의 두께 방향으로 균열이 형성되는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above problems, the invention according to the first aspect of the present invention is a method for dividing and separating a substrate having a pattern formed by repeatedly arranging a plurality of unit device patterns two-dimensionally on a sapphire single crystal substrate , And the substrate having the pattern is formed by laminating a multilayer film in which two different oxide films are repeatedly alternately stacked on a main surface of the sapphire monocrystal substrate opposite to the surface on which the unit device pattern is formed and a metal film, By moving the tool relative to the substrate having the pattern in a state in which the tip of the tool having the tip at the tip is positioned at the height of the interface between the multilayer film and the metal film, The metal film is removed only along the predetermined line to be machined, And a processing trace formed on the substrate having the pattern by the individual unit pulse light along the line to be processed with respect to the substrate having the pattern after the metal film is removed is divided into discrete And a laser beam is irradiated with laser light so that the laser beam is irradiated with the laser beam so that the laser beam is irradiated with the laser beam, And a breaking step of breaking the substrate having the pattern having undergone the crack extension processing step along the line to be machined, wherein the crack extension processing step includes: The distance between the processing marks and the pattern of the substrate in the thickness direction of the substrate It characterized in that this is formed.

본 발명의 제2 태양에 따른 발명은 발명은, 본 발명의 제1 태양에 따른 패턴이 있는 기판의 분할 방법으로서, 상기 균열 신전 가공 공정에 있어서는, 상기 가공 홈이 형성되어 있는 개소의 바로 아래에서, 그리고 상기 사파이어 단결정 기판의 내부이며 그의 두께 방향에 있어서 상기 다층막과의 계면 위치로부터 수㎛의 범위 내에, 상기 레이저광의 초점을 위치시키는 것을 특징으로 한다.According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of dividing a substrate having a pattern according to the first aspect of the present invention, wherein in the crack extension processing step, And the focal point of the laser light is positioned within a range of several micrometers from the interface position with the multilayer film in the thickness direction of the sapphire monocrystalline substrate.

본 발명의 제3 태양에 따른 발명은, 본 발명의 제1 태양 또는 제2 태양에 따른 패턴이 있는 기판의 분할 방법으로서, 상기 금속막 제거 공정에 있어서는, 상기 툴로부터 상기 패턴이 있는 기판에 대하여 0.5N 이상 1.0N 이하의 하중을 부여하면서 상기 툴을 이동시켜, 상기 금속막을 제거하는 것을 특징으로 한다.According to a third aspect of the present invention, there is provided a method of dividing a substrate having a pattern according to the first or second aspect of the present invention, wherein in the metal film removing step, And moving the tool while applying a load of 0.5 N or more and 1.0 N or less, thereby removing the metal film.

본 발명의 제4 태양에 따른 발명은, 본 발명의 제1 태양 내지 제3 태양 중 어느 한 태양에 따른 패턴이 있는 기판의 분할 방법으로서, 상기 툴이, 상기 선단에 평탄한 직사각형 형상의 미소면(微小面)인 랜드(land)를 구비하고, 상기 금속막 제거 공정에 있어서는, 상기 랜드가 상기 툴의 최하단부가 되고, 그리고, 그의 길이 방향이 상기 툴의 상대 이동 방향과 합치하도록, 상기 툴을 이동시키는 것을 특징으로 한다.A fourth aspect of the present invention is a method of dividing a substrate having a pattern according to any one of the first to third aspects of the present invention, wherein the tool has a rectangular shape Wherein the tool is moved such that the land becomes the lowermost portion of the tool and the longitudinal direction thereof coincides with the relative moving direction of the tool in the metal film removing step, .

본 발명의 제5 태양에 따른 발명은, 본 발명의 제4 태양에 따른 패턴이 있는 기판의 분할 방법으로서, 상기 랜드와 상기 금속막 제거 공정에 있어서의 상기 툴의 상기 상대 이동 방향 전면(前面)과 이루는 각을 부착각으로 하고, 상기 랜드와 이에 연속한 상기 툴의 길이 방향 최하단면과 이루는 각을 랜드각으로 할 때, 상기 상대 이동 방향에 있어서의 랜드 길이가 1㎛ 이상 15㎛ 이하이고, 상기 부착각은 50° 이상 80°이고, 랜드각은 10° 이상 20°인 것을 특징으로 한다.A fifth aspect of the present invention is the method of dividing a substrate having a pattern according to the fourth aspect of the present invention, characterized in that, in the land and the metal film removing step, And a land length in the relative moving direction is not less than 1 占 퐉 and not more than 15 占 퐉 when an angle formed between the land and the lowest end surface in the longitudinal direction of the tool is a land angle, Wherein the attachment angle is not less than 50 degrees and not more than 80 degrees, and the land angle is not less than 10 degrees and not more than 20 degrees.

본 발명의 제1 태양 내지 제5 태양에 따른 발명에 의하면, 사파이어 단결정 기판의 바로 위에 다층막과 금속막으로 이루어지는 반사막을 구비하는 패턴이 있는 기판을 개편화하기 위한 분할 가공을, 레이저광에 의한 균열 신전 가공에 의해 행하고자 하는 경우에, 이러한 균열 신전 가공에 앞서, 가공 예정선이 있는 곳에 위치하는 금속막만을 미리 제거하여 다층막을 노출시켜 두도록 함으로써, 양호한 개편화가 실현된다.According to the first to fifth aspects of the present invention, it is possible to divide a substrate having a pattern having a reflective film composed of a multilayer film and a metal film directly on a sapphire single crystal substrate, In the case of performing by extension machining, prior to such crack extension processing, only the metal film located at the place where the machining line is to be machined is removed in advance to expose the multilayer film, thereby realizing good disassembly.

도 1은 패턴이 있는 기판(W)의 개략 평면도 및 부분 확대도이다.
도 2는 패턴이 있는 기판(W)의 Y방향으로 수직인 단면도이다.
도 3은 패턴이 있는 기판(W)의 분할 가공의 프로세스를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 균열 신전 가공까지를 행한 후의 패턴이 있는 기판(W)의 광학 현미경상(像)이다.
도 5는 도 4에 나타낸 패턴이 있는 기판(W)을 브레이크 가공에 제공한 후의 단면(斷面)에 대한 광학 현미경상이다.
도 6은 금속막(F2)의 박리 제거에 이용하는 홈 가공 툴(TL)의 개략도 및 그의 선단부(TL1)를 확대하여 나타내는 도면이다.
도 7은 패턴이 있는 기판(W)의 금속막(F2)을 박리했을 때의, 박리 후의 기판 상면을 촬상한 광학 현미경상이다.
도 8은 홈 가공 장치(100)를 예시하는 도면이다.
도 9는 균열 신전 가공에 있어서의 레이저광(LB)의 조사 실시 형태를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 레이저 가공 장치(200)의 구성을 개략적으로 나타내는 개략도이다.Fig. 1 is a schematic plan view and partial enlarged view of a patterned substrate W. Fig.
2 is a cross-sectional view perpendicular to the Y direction of the substrate W having a pattern.
Fig. 3 is a view schematically showing a process of dividing the patterned substrate W. Fig.
4 is an optical microscopic image of the substrate W having the pattern after the crack extension processing is performed.
Fig. 5 is an optical microscope image of a cross section after the substrate W having the pattern shown in Fig. 4 is provided for braking.
Fig. 6 is a schematic view of a groove machining tool TL used for stripping and removing the metal film F2 and an enlarged view of the tip end TL1 thereof.
Fig. 7 is an optical microscopic image obtained by picking up the top surface of the substrate after peeling the metal film F2 of the patterned substrate W. Fig.
8 is a diagram illustrating the groove forming apparatus 100. As shown in Fig.
Fig. 9 is a view for explaining an irradiation mode of the laser beam LB in the crack extension processing.
10 is a schematic view schematically showing the configuration of the laser machining apparatus 200. As shown in Fig.

(발명을 실시하기 위한 형태)(Mode for carrying out the invention)

＜패턴이 있는 기판＞≪ Patterned substrate >

우선, 본 실시 형태에 있어서의 분할 대상인 패턴이 있는 기판(W)에 대해서 설명한다. 도 1은, 패턴이 있는 기판(W)의 개략 평면도 및 부분 확대도이다. 도 2는, 패턴이 있는 기판(W)의 Y방향으로 수직인 단면도이다.First, the substrate W having the pattern to be divided in the present embodiment will be described. 1 is a schematic plan view and partial enlarged view of a substrate W having a pattern. 2 is a cross-sectional view of the substrate W having a pattern perpendicular to the Y direction.

패턴이 있는 기판(W)이란, 예를 들면 사파이어 등의 단결정 기판(웨이퍼, 모기판)(W1)의 한쪽 주면(主面) 상에, 소정의 디바이스 패턴을 적층 형성하여 이루어지는 것이다. 디바이스 패턴은, 개편화된 후에 각각이 1개의 디바이스 칩을 이루는 복수의 단위 패턴(UP)을 2차원적으로 반복하여 배치한 구성을 갖는다. 예를 들면, LED 소자 등의 광학 디바이스나 전자 디바이스가 되는 단위 패턴(UP)이 2차원적으로 반복된다.The patterned substrate W is formed by laminating predetermined device patterns on one main surface of a single crystal substrate (wafer or mother substrate) W1 such as sapphire. The device pattern has a configuration in which a plurality of unit patterns UP, each of which constitutes one device chip, are repeatedly arranged two-dimensionally after being separated. For example, a unit pattern UP, which is an optical device such as an LED element or an electronic device, is repeated two-dimensionally.

또한, 패턴이 있는 기판(W)은 평면에서 보아 대략 원형 형상을 이루고 있지만, 외주의 일부에는 직선 형상의 오리엔테이션 플랫(OF)이 구비되어 있다. 본 실시 형태에서는, 패턴이 있는 기판(W)의 면 내에 있어서 오리엔테이션 플랫(OF)의 연재(extending) 방향을 X방향이라고 칭하고, X방향에 직교하는 방향을 Y방향이라고 칭하는 것으로 한다.Although the substrate W having the pattern has a substantially circular shape in plan view, a part of the outer periphery is provided with a straight orientation flat OF. In the present embodiment, the extending direction of the orientation flat OF in the plane of the patterned substrate W is referred to as the X direction, and the direction orthogonal to the X direction is referred to as the Y direction.

단결정 기판(W1)으로서는, 70㎛∼200㎛의 두께를 갖는 것이 이용된다. 100㎛ 두께의 사파이어 단결정을 이용하는 것이 적합한 일 예이다. 또한, 디바이스 패턴은 통상, 수㎛ 정도의 두께를 갖도록 형성된다. 또한, 디바이스 패턴은 요철을 갖고 있어도 좋다.As the single crystal substrate W1, those having a thickness of 70 mu m to 200 mu m are used. A sapphire single crystal having a thickness of 100 mu m is preferably used. Further, the device pattern is usually formed to have a thickness of about several micrometers. The device pattern may have irregularities.

예를 들면, LED칩 제조용의 패턴이 있는 기판(W)이면, GaN(질화 갈륨)를 비롯한 Ⅲ족 질화물 반도체로 이루어지는, 발광층 그 외의 복수의 박막층을, 사파이어 단결정의 위에 에피택셜 형성하고, 또한, 당해 박막층의 위에, LED 소자(LED칩)에 있어서 통전 전극을 구성하는 전극 패턴을 형성함으로써 구성되어 이루어진다.For example, in the case of a substrate W having a pattern for fabricating LED chips, a plurality of thin film layers including a light emitting layer and a Group III nitride semiconductor including GaN (gallium nitride) are epitaxially formed on a sapphire single crystal, And an electrode pattern constituting a current-carrying electrode in the LED element (LED chip) is formed on the thin film layer.

또한, 패턴이 있는 기판(W)의 형성에 있어서, 단결정 기판(W1)으로서, 주면 내에 있어서 오리엔테이션 플랫에 수직인 Y방향을 축으로 하여 c면이나 a면 등의 결정면의 면방위를 주면 법선 방향에 대하여 몇 도 정도 경사(傾斜)시킨, 소위 오프각을 부여한 기판(오프 기판이라고도 칭함)을 이용하는 실시 형태라도 좋다.In the formation of the patterned substrate W, the plane orientation of the crystal planes such as the c-plane or the a-plane is defined as the direction normal to the plane of the principal plane W1 with respect to the Y direction perpendicular to the orientation flat in the main plane A so-called off-angle substrate (also referred to as an off substrate), which is inclined at a certain degree with respect to the substrate 1, may be used.

개개의 단위 패턴(UP)의 경계 부분인 협폭의 영역은 스트리트(ST)라고 칭해진다. 스트리트(ST)는, 패턴이 있는 기판(W)의 분할 예정 위치로서, 후술하는 실시 형태에서 레이저광이 스트리트(ST)를 따라 조사됨으로써, 패턴이 있는 기판(W)은 개개의 디바이스 칩으로 분할된다. 스트리트(ST)는, 통상, 수십 ㎛ 정도의 폭으로, 디바이스 패턴을 평면에서 본 경우에 격자 형상을 이루도록 설정된다. 단, 스트리트(ST)의 부분에 있어서 단결정 기판(W1)이 노출되어 있을 필요는 없고, 스트리트(ST)의 위치에 있어서도 디바이스 패턴을 이루는 박막층이 연속하여 형성되어 있어도 좋다.The narrow area, which is the boundary of each unit pattern UP, is referred to as a street ST. The street ST is irradiated along the street ST in a later-described embodiment as a division target position of the substrate W having a pattern so that the substrate W having the pattern is divided into individual device chips do. The street ST is usually set to have a width of several tens of micrometers and to form a lattice shape when the device pattern is viewed in a plane. However, the single crystal substrate W1 need not be exposed in the portion of the street ST, and the thin film layer constituting the device pattern may be formed continuously at the position of the street ST.

한편, 도 2에 나타내는 바와 같이, 단결정 기판(W1)의, 단위 패턴(UP)이 형성되어 있지 않은 쪽의 주면에는, 반사막(F)의 적어도 한쪽이 형성되는 경우가 있다. 본 실시 형태에 있어서, 반사막(F)은, 단결정 기판(W1)의 바로 위에 형성된 다층막(F1)과, 당해 다층막(F1)의 위에 형성된 금속막(F2)으로 이루어지는 것으로 한다.On the other hand, as shown in Fig. 2, at least one of the reflective films F may be formed on the main surface of the single crystal substrate W1 on which the unit pattern UP is not formed. In the present embodiment, the reflective film F is composed of a multilayer film F1 formed directly on the single crystal substrate W1 and a metal film F2 formed on the multilayer film F1.

다층막(F1)은, DBR이라고도 칭해지는, 예를 들면 각각 수십 ㎚∼수백 ㎚ 정도의 두께의 TiO2의 박막층과 SiO2의 박막층이 수십층 정도 반복해 교대로 적층되어 이루어지는, 수㎛ 정도의 두께를 갖는 부위이다.The multilayer film F1 has a thickness of about several 占 퐉, which is also called DBR, for example, in which a thin film layer of TiO 2 and a thin film layer of SiO 2 each having a thickness of several tens nm to several hundreds nm, .

또한, 금속막(F2)은, Al, Ag, Au 등으로 이루어지고, 수십 ㎚∼수백 ㎚ 정도의 두께를 갖는다.The metal film F2 is made of Al, Ag, Au or the like and has a thickness of several tens nm to several hundreds nm.

＜패턴이 있는 기판의 분할 가공의 개략＞≪ Outline of Substrate Processing of Patterned Substrate &

다음으로, 전술한 구성의 패턴이 있는 기판(W)을 스트리트(ST)를 따라 분할하는 처리의 흐름에 대해서 설명한다. 이러한 분할은, 통상, 각각의 스트리트(ST)의 중심 위치를 지나고 그리고, 패턴이 있는 기판(W)의 두께 방향을 따라 설정되어 이루어지는 가공 예정면(P1)을 따라 행해진다. 또한, 가공 예정면(P1)의 두께 방향에 있어서의 단부를 가공 예정선(PL)이라고 칭하지만, 이후의 설명에 있어서는, 편의상, 양자를 구별하지 않고 이용하는 경우가 있다.Next, the flow of processing for dividing the substrate W having a pattern of the above-described configuration along the street ST will be described. This division is usually made along the machining surface P1 which is set along the thickness direction of the substrate W with the pattern passing the center position of each street ST. The end portion in the thickness direction of the machining surface P1 is referred to as a machining line PL. In the following description, however, the Mach number is sometimes used without distinction for convenience.

또한, 본 실시 형태에 있어서는, 패턴이 있는 기판(W)에 전술한 다층막(F1)과 금속막(F2)으로 이루어지는 반사막(F)이 형성되어 있는 것으로 한다. 이러한 반사막(F)이 형성되어 있지 않은 경우, 예를 들면 특허문헌 1에 개시되어 있는 바와 같은 수법으로 레이저 가공을 행함으로써, 패턴이 있는 기판(W)을 분할할 수 있다. 그러나, 반사막(F)이 형성되어 있는 경우, 금속막(F2)이 레이저광을 흡수해 버리기 때문에, 전술한 수법으로 레이저 가공을 행했다고 해도, 패턴이 있는 기판(W)을 양호하게 분할하는 것은 곤란하다.In the present embodiment, it is assumed that the above-described multilayer film F1 and the reflection film F made of the metal film F2 are formed on the substrate W having a pattern. In the case where such a reflective film F is not formed, for example, the patterned substrate W can be divided by performing laser processing by a method as disclosed in Patent Document 1. [ However, in the case where the reflection film F is formed, since the metal film F2 absorbs the laser beam, even if the laser processing is performed by the above-mentioned technique, a good division of the patterned substrate W It is difficult.

이 점을 감안하여, 본 실시 형태에 있어서는, 가공 예정선(PL)이 있는 곳에 위치하는 금속막(F2)을 미리 제거한 후에, 레이저 가공 및 이에 이어지는 브레이크 가공을 행함으로써, 패턴이 있는 기판(W)을 분할하도록 한다.In view of this point, in the present embodiment, the metal film F2 located at the place where the to-be-machined line PL is present is removed in advance, and then laser processing and subsequent braking are performed, ).

도 3은, 본 실시 형태에 있어서의 패턴이 있는 기판(W)의 분할 가공의 프로세스를 개략적으로 나타내는 도면이다. 또한, 도 3에 있어서는, Y방향으로 연재되는 가공 예정선(PL)이 분할의 대상이 되는 경우에 대해서 설명하지만, X방향을 따른 가공 예정선(PL)이 대상이 되는 경우도 처리 내용은 동일하다.Fig. 3 is a view schematically showing a process of dividing a substrate W having a pattern in the present embodiment. 3, the case where the to-be-machined line PL extending in the Y direction is to be divided will be described. Even in the case where the to-be-machined line PL along the X direction is targeted, Do.

도 3(a)에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태에 있어서는, 가공 예정선(PL)이 있는 곳에 위치하는 금속막(F2)의 제거를, 선단부(TL1)가 초경합금 또는 다이아몬드 라이크 카본(DLC) 등의 경질 재료로 이루어는 날끝이 된 홈 가공 툴(TL)을 이용하여 행한다. 보다 구체적으로는, 패턴이 있는 기판(W)을, 금속막(F2)이 상면이 되도록 수평하게 배치한 상태에서, 화살표 AR1로 나타내는 바와 같이, 홈 가공 툴(TL)의 선단부(TL1)를 패턴이 있는 기판(W)의 외연보다도 외측이며 가공 예정선(PL)의 연장선상의 위치에 접근시킨다.3 (a), in the present embodiment, the removal of the metal film F2 located at the position of the line to be machined PL is performed by removing the metal film F2 such that the tip end TL1 is made of cemented carbide or diamond- Is made by using a groove forming tool TL made of hard material. More specifically, the substrate W with the pattern is placed horizontally so that the metal film F2 is on the upper surface, and the tip end TL1 of the groove machining tool TL is pressed against the pattern And approach the position on the extension line of the planned processing line PL.

그리고, 도 3(b)에 나타내는 바와 같이, 선단부(TL1)의 높이 위치를 금속막(F2)과 다층막(F1)과의 계면 근방으로 한 상태에서, 가공 예정선(PL)이 설정되어 이루어지는 Y방향(도 3에서는 도면에 수직인 방향)을 따라 홈 가공 툴(TL)을 패턴이 있는 기판(W)에 대하여 상대적으로 이동시킨다. 이에 따라, 도 3(c)에 나타내는 바와 같이, 선단부(TL1)가 통과한 부분의 금속막(F2)이 홈 가공 툴(TL)에 의해 박리 제거되어, 가공 홈(G)이 형성된다. 바꾸어 말하면, 가공 예정면(P1)이 있는 곳에서 다층막(F1)이 노출된 상태가 실현된다. 또한, 도 3(c)에 있어서는 가공 홈(G)의 폭이 스트리트(ST)의 폭보다도 작아져 있지만, 이것은 필수의 실시 형태가 아니라, 다음에 행하는 레이저 가공시에 있어서 레이저광이 금속막(F2)에 조사되지 않는 만큼의 폭이 확보되면 좋다.As shown in Fig. 3 (b), the height position of the tip end TL1 is set so as to be Y (see FIG. 3 (b)) in which the planned processing line PL is set with the height position near the interface between the metal film F2 and the multi- The grooving tool TL is moved relative to the substrate W having the pattern along the direction (the direction perpendicular to the drawing in Fig. 3). Thus, as shown in Fig. 3 (c), the metal film F2 at the portion where the tip end TL1 has passed through is peeled off by the groove machining tool TL, and the machining groove G is formed. In other words, a state in which the multilayer film F1 is exposed in the place where the machining surface P1 is present is realized. 3C, the width of the processed groove G is smaller than the width of the street ST. However, this is not an essential embodiment. In the subsequent laser processing, F2 can be ensured as long as it is not irradiated.

이러한 홈 가공 툴(TL)에 의한 금속막(F2)의 제거를, 모든 가공 예정선(PL)(가공 예정면(P1))을 따라 행한다.The removal of the metal film F2 by the groove machining tool TL is performed along all the lines to be machined PL (machining planes P1).

모든 가공 예정선(PL)에 대해서 금속막(F2)의 제거가 끝나면, 이어서, 레이저 가공을 행한다. 이러한 레이저 가공은, 예를 들면 후술하는 레이저 가공 장치에 있어서, 가공 예정선(PL)(가공 예정면(P1))을 따라 레이저광(LB)을 주사함으로써 행한다. 보다 상세하게는, 이러한 레이저 가공은, 균열 신전 가공으로서 행하는 것으로 한다. 균열 신전 가공의 상세에 대해서는 후술한다. 이러한 균열 신전 가공에는, 도 3(d)에 나타내는 바와 같이, 레이저광(LB)의 초점(LF)을, 단결정 기판(W1)의 내부이며 그의 두께 방향에 있어서 다층막(F1)과의 계면 위치로부터 수㎛의 범위 내에, 위치시키도록 한다.When the removal of the metal film F2 is completed for all the lines to be processed PL, laser processing is subsequently performed. This laser processing is performed by scanning the laser beam LB along a line to be machined PL (workpiece planes P1) in, for example, a later-described laser machining apparatus. More specifically, it is assumed that such laser processing is performed as crack extension processing. The details of the crack extension processing will be described later. 3 (d), the focal point LF of the laser beam LB is shifted from the interface position with the multilayer film F1 in the thickness direction of the single crystal substrate W1 Mu] m.

이러한 실시 형태로 균열 신전 가공을 행하면, 레이저광(LB)의 주사 방향에 있어서, 단결정 기판(W1)의 초점(LF)의 깊이 위치에, 레이저광(LB)의 조사에 의해 발생한 변질 영역인 미소한 가공 흔적(M)이 이산적으로 형성되고, 그리고, 각각의 가공 흔적(M)의 사이나, 패턴이 있는 기판(W)의 두께 방향으로, 균열이 신전된다. 도 3(e)에, 가공 흔적(M)으로부터 패턴이 있는 기판(W)의 두께 방향으로 균열(CR)이 신전하는 모습을 예시하고 있다.In this embodiment, crack extension processing is performed so that the laser beam LB is irradiated with laser light LB at a depth position of the focus LF of the single crystal substrate W1 in the scanning direction, A process trace M is discretely formed and a crack is propagated in the thickness direction of the substrate W having the pattern of the process marks M or the pattern. Fig. 3 (e) illustrates a state in which the crack CR extends in the thickness direction of the substrate W having the pattern from the processing trace M.

이러한 레이저광(LB)의 조사에 의한 균열 신전 가공을, 모든 가공 예정면(P1)을 따라 행한다.Crack extension processing by irradiation of the laser beam LB is performed along all the machining planes P1.

또한, 균열 신전 가공에 의해 두께 방향으로 발생하는 균열(CR) 중, 가공 흔적(M)으로부터 패턴이 있는 기판(W)의 상방으로 신전하는 균열(CR1)은, 가공 흔적(M)으로부터 단결정 기판(W1)의 상면까지의 거리가 짧기 때문에, 대부분의 경우, 당해 상면에까지 도달한다. 그리고, 그 상방에 존재하는 다층막(F1)에 있어서는, 동일하게 균열이 신전하거나, 혹은, 조사된 레이저광(LB)에 의한 용융·증발 등이 발생한다. 한편, 가공 흔적(M)으로부터 패턴이 있는 기판(W)의 하방으로 신전하는 균열(CR2)에 대해서는, 그의 선단이 반대면에까지 도달하는 것도 있기는 하지만, 단결정 기판(W1) 내에서 머무르는 경우도 있다. 따라서, 레이저 가공을 행한 시점에서는, 패턴이 있는 기판(W)은 반드시 완전하게는 분할되어 있는 것은 아니다.The crack CR1 extending from the processing trace M to the upper side of the substrate W having the pattern out of the cracks CR generated in the thickness direction by the crack extension processing can be obtained from the processing trace M, Since the distance to the upper surface of the wafer W1 is short, in most cases it reaches the upper surface of the wafer W1. Further, in the multilayer film F1 existing thereon, the cracks are similarly stretched, or the laser beam LB melts or evaporates. On the other hand, with respect to the crack CR2 extending from the processing trace M to the downward direction of the substrate W having the pattern, although the tips thereof reach the opposite surface, the cracks CR2 may extend even when staying in the single crystal substrate W1 have. Therefore, at the time when laser processing is performed, the substrate W having the pattern is not necessarily completely divided.

그래서, 예를 들면 공지의 브레이크 장치를 이용하여, 균열 신전 가공에 의해 형성된 균열을 패턴이 있는 기판(W)의 반대면에까지 신전시키는 브레이크 가공을 행하도록 한다. 이에 따라, 패턴이 있는 기판(W)을 완전하게 분할하여 개편화(칩화)하는 것이 가능해진다. 또한, 균열의 신전에 의해 패턴이 있는 기판(W)이 두께 방향에 있어서 완전하게 분단되는 경우, 전술한 브레이크 가공은 불필요하지만, 일부의 균열이 반대면에까지 도달했다고 해도 균열 신전 가공에 의해 패턴이 있는 기판(W)은 완전하게 이분되는 것은 드물기 때문에, 브레이크 가공을 수반하는 것이 일반적이다.Thus, for example, a known braking device is used to perform a braking process in which the cracks formed by the crack extension processing are extended to the opposite surface of the substrate W having the pattern. As a result, the substrate W having the pattern can be completely divided into individual pieces (chips). When the substrate W having the pattern is completely divided in the thickness direction by the expansion of the crack, the above-mentioned braking is unnecessary. However, even if some cracks reach the opposite surface, It is common for the substrate W having a sufficient thickness to undergo break processing because it is rarely completely divided into two.

브레이크 가공을 행함으로써, 도 3(f)에 나타내는 바와 같이, 각각에 단위 패턴(UP) 및 반사막(F)이 형성된 다수개의 디바이스 칩(CP)이 얻어진다. 브레이크 가공에는, 공지의 3점 지지에 의한 수법 등이 적용 가능하다.By performing the braking process, a plurality of device chips CP each having the unit pattern UP and the reflection film F formed thereon are obtained as shown in Fig. 3 (f). For braking, a known three-point support method and the like are applicable.

도 4는, 전술한 바와 같은 순서로 균열 신전 가공까지를 행한 후의 패턴이 있는 기판(W)의 광학 현미경상이고, 도 5는, 도 4에 나타낸 패턴이 있는 기판(W)을 브레이크 가공에 제공한 후의 단면에 대한 광학 현미경상이다.Fig. 4 is an optical microscope image of the substrate W having a pattern after the above-described steps are carried out in the above-described order, and Fig. 5 is a graph showing the results obtained by applying the substrate W having the pattern shown in Fig. 4 to braking Lt; / RTI > is the optical microscope image of the cross section after it.

도 4에서는, 가공 흔적(M)의 사이에 있어서 균열이 신전하고 있는 모습이나, 단결정 기판(W1)의 표면에 균열이 도달하고 있는 모습이나, 나아가서는, 다층막(F1)이 가공 흔적(M)의 배열 방향을 따라 부분적으로 용융·증발하고 있는 모습 등이 확인된다.4 shows a state in which cracks are propagated in the course of machining marks M but a state in which a crack reaches the surface of the single crystal substrate W1 and furthermore, And a partly melted and evaporated state along the direction of the array of the electrodes.

또한, 도 5에서는, 반사막(F)의 근방에서는 미소한 요철이 있기는 하지만, 그것은 패턴이 있는 기판(W)의 두께 방향에 대해서 보면 극히 일부에 지나지 않는 점 및, 패턴이 있는 기판(W)의 대부분을 차지하는 단결정 기판(W1)에 있어서는, 거의, 요철이 없는 매우 평탄한 분할면이 형성되어 있는 것이 확인된다. 이러한 결과는, 본 실시 형태에 따른 가공 수법이, 패턴이 있는 기판(W)을 적합하게 분할할 수 있는 것인 것을 가리키고 있다.5, there is a minute concavity and convexity in the vicinity of the reflective film F, but it is an extremely small portion in the thickness direction of the substrate W having the pattern, It is confirmed that a very flat divided surface having almost no unevenness is formed on the single crystal substrate W1 occupying most of the surface of the single crystal substrate W1. These results indicate that the processing method according to the present embodiment can appropriately divide the substrate W having a pattern.

＜홈 가공 툴 및 홈 가공 장치＞<Grooving Tool and Grooving Machine>

이어서, 전술한 홈 가공 툴(TL)의 상세 구조 및 이러한 홈 가공 툴(TL)을 구비한 홈 가공 장치의 일 구성 형태에 대해서 설명한다.Next, a detailed structure of the groove machining tool TL and a configuration of a groove machining apparatus having the groove machining tool TL will be described.

도 6은, 금속막(F2)의 박리 제거에 이용하는 홈 가공 툴(TL)의 개략도 및 그의 선단부(TL1)를 확대하여 나타내는 도면이다.Fig. 6 is a schematic view of a groove machining tool TL used for stripping and removing the metal film F2 and an enlarged view of the tip end TL1 thereof.

홈 가공 툴(TL)은, 도 6(a)에 나타내는 바와 같이, 개략, 봉 형상(도 6에 나타내는 경우에 있어서는 각진 봉 형상)의 부재이지만, 적어도 그의 길이 방향 일 선단부에 구비되는 날끝 부분인 선단부(TL1)는, 가공시의 진행 방향(패턴이 있는 기판(W)에 대한 툴(TL)의 상대 이동 방향)을 포함하는 연직 단면이 다각 형상(예를 들면 직사각형 형상)을 이루고 있음과 함께, 가공시의 진행 방향으로 수직인 단면이 당해 진행 방향에 대하여 대칭인 등각대(等脚臺) 형상을 이루고 있다.6 (a), the groove processing tool TL is an approximately rod-shaped member (an angled rod in the case shown in Fig. 6), but at least a tip end portion provided at one longitudinal end portion thereof The tip end TL1 has a vertical section including a polygonal shape (for example, a rectangular shape) including the advancing direction at the time of machining (the relative moving direction of the tool TL with respect to the patterned substrate W) , And a cross section perpendicular to the traveling direction at the time of machining is formed into an equilateral leg shape symmetrical with respect to the direction of travel.

단, 보다 상세하게는, 도 6(b)에 나타내는 바와 같이, 선단부(TL1)의 진행 방향 전측의 최하단부는 각면 형상으로 모따기가 이루어져 있고, 이에 따라 랜드(TL2)라고 칭하는 직사각형 형상의 미소면이 형성되어 이루어진다.More specifically, as shown in Fig. 6 (b), the lowermost end of the leading end TL1 in the advancing direction is chamfered in a rectangular shape, and a rectangle-shaped small surface called a land TL2 Respectively.

이러한 구조를 갖는 홈 가공 툴(TL)은, 가공시, 도 6(b)에 나타내는 바와 같이, 랜드(TL2)가 최하단부가 되고 그리고 그의 길이 방향이 진행 방향으로 평행이 되는 자세를 유지하여 사용된다. 바꾸어 말하면, 홈 가공 툴(TL)은, 그의 길이 방향을 연직 방향으로부터 소정 각도만큼 진행 방향 전측으로 경사시킨 자세로 사용된다.The grooving tool TL having such a structure is used while maintaining the attitude such that the land TL2 becomes the lowermost end and the longitudinal direction thereof becomes parallel to the traveling direction, as shown in Fig. 6 (b) . In other words, the groove machining tool TL is used in a state in which its longitudinal direction is inclined to the front side in the advancing direction by a predetermined angle from the vertical direction.

여기에서, 랜드(TL2)가 가공시에 진행 방향과 평행이 될 때의 진행 방향을 따른 길이를 랜드 길이(D)로 하고, 랜드(TL2)와 선단부(TL1)의 진행 방향 전면과 이루는 각을 부착각(α)으로 하고, 랜드(TL2)와 선단부(TL1)의 길이 방향 최하단면과 이루는 각을 랜드각(β)으로 할 때, 금속막(F2)을 양호하게 제거하는 관점에서는, 랜드 길이(D)는, 1㎛∼15㎛ 정도인 것이 바람직하고, 부착각(α)은 50°∼80°인 것이 바람직하고, 랜드각(β)은 10°∼20°인 것이 바람직하다. 또한, 랜드(TL2)의, 진행 방향에 직교하는 방향에 있어서의 두께(랜드 폭)는, 제거하고 싶은 금속막(F2)의 폭에 따라서 적절히 정해지면 좋다.The length along the traveling direction when the land TL2 becomes parallel to the traveling direction at the time of processing is defined as the land length D and the angle formed by the land TL2 and the traveling direction front side of the leading end TL1 is From the viewpoint of satisfactorily removing the metal film F2 when the angle formed by the land TL2 and the bottom edge in the longitudinal direction of the front end TL1 is defined as the landing angle? (D) is preferably about 1 m to 15 m, and the attachment angle (?) Is preferably 50 to 80 degrees, and the land angle (beta) is preferably 10 to 20 degrees. The thickness (land width) of the land TL2 in the direction perpendicular to the traveling direction may be appropriately determined in accordance with the width of the metal film F2 to be removed.

또한, 전술한 바와 같이 금속막(F2)을 홈 가공 툴(TL)로 제거하는 경우, 홈 가공 툴(TL)이 패턴이 있는 기판(W)에 대하여 부여하는 하중(박리력)은, 0.5N∼1.0N인 것이 바람직하다. 이러한 경우, 스트리트(ST)에 대응시켜 설정된 가공 예정선(PL)을 따라 금속막(F2)만을 적합하게 제거할 수 있다. 1.0N보다 큰 하중을 부여한 경우, 금속막(F2)뿐만 아니라 다층막(F1)까지가 제거되어 버리고, 또한, 선단부(TL1)가 통과한 측방의 부분까지 박리가 발생하는 등 가공 후의 형상에 흐트러짐이 발생해 버리기 때문에, 바람직하지 않다. 한편, 하중을 0.5N 미만으로 하는 것은, 금속막(F2)을 안정적으로 박리할 수 없기 때문에 바람직하지 않다.When the metal film F2 is removed by the groove machining tool TL as described above, the load (peel force) applied to the patterned substrate W by the groove machining tool TL is 0.5 N To 1.0N. In this case, only the metal film F2 can be suitably removed along the planned processing line PL set corresponding to the street ST. When a load greater than 1.0 N is applied, not only the metal film F2 but also the multi-layer film F1 are removed, and delamination also occurs on the side of the side where the tip end TL1 has passed, So that it is not preferable. On the other hand, setting the load to less than 0.5 N is not preferable because the metal film F2 can not be stably peeled off.

만일, 1.0N보다도 큰 하중을 부여한 경우, 예를 들면 X방향으로 연재되는 가공 예정선(PL)을 따라 금속막(F2)을 제거한 후, 이에 직교하는 Y방향으로 연재되는 가공 예정선(PL)을 따라 금속막을 제거할 때에, 이미 X방향에 대한 가공의 차이로 금속막(F2)이 제거되어 있는 가공 예정선(PL)끼리의 직교 개소에 있어서, 홈 가공 툴(TL)이 다층막(F1)을 박리해 버려, 양호한 박리를 행할 수 없게 되기 때문에 바람직하지 않다.If a load greater than 1.0 N is applied, for example, the metal film F2 is removed along the planned machining line PL extending in the X direction, and then the machining line PL extending in the Y direction orthogonal thereto is formed. The grooving tool TL is positioned on the multilayer film F1 at an orthogonal position between the lines to be processed PL where the metal film F2 has already been removed due to the machining difference in the X direction, And peeling can not be carried out satisfactorily, which is not preferable.

도 7은, 이러한 하중과 박리의 좋고 나쁨과의 관계를 나타내는 일 예로서의, 패턴이 있는 기판(W)의 금속막(F2)을 박리했을 때의, 박리 후의 기판 상면을 촬상한 광학 현미경상이다. 구체적으로는, 단결정 기판(W1)이 사파이어이고, 다층막(F1)이 TiO2와 SiO2의 박막층으로 이루어지고, 금속막(F2)이 약 0.65㎛의 두께의 Au로 이루어지는 패턴이 있는 기판(W)에 대해서, 그 금속막(F2)을, 직교하는 두 방향에 대해서 X방향→Y방향의 순서로 박리한 후에, 기판 상면을 촬상하여 얻어진 상이다. 여기에서, 홈 가공 툴(TL)의 재질은, 랜드 길이(D)는, 8㎛, 부착 각도(α)는, 70°, 랜드각(β)은 20°였다. 도 7(a)는, 홈 가공 툴(TL)이 패턴이 있는 기판(W)에 대하여 부여하는 하중을 0.53N으로 했을 때의 것이고, 도 7(b)는, 당해 하중을 1.2N으로 했을 때의 것이다.Fig. 7 is an optical microscopic image obtained by picking up the top surface of the substrate after peeling off the metal film F2 of the substrate W with the pattern as an example showing the relationship between such load and good or bad of peeling. Specifically, the single-crystal substrate (W1) is sapphire, and the multilayer film (F1) is TiO 2 and made of a thin film of SiO 2, a metal film (F2), with a pattern made of Au with a thickness of about 0.65㎛ substrate (W ) Is an image obtained by picking up the upper surface of the substrate after peeling off the metal film F2 in the order of X direction → Y direction with respect to two orthogonal directions. Here, the material of the groove machining tool TL is 8 占 퐉 in the land length D, 70 占 in the attachment angle?, And 20 占 in the land angle?. Fig. 7A shows a case where the load applied to the substrate W having the pattern by the groove machining tool TL is 0.53N. Fig. 7B shows a case where the load is 1.2N .

도 7(a)에 나타내는 촬상 화상에서는, 양방향 모두 금속막(F2)만이 똑같은 폭으로 양호하게 박리되어 있지만, 도 7(b)에 나타내는 촬상 화상에서는, Y방향의 가공에 있어서, 일부에 있어서 다층막(F1)으로 함과 함께 단결정 기판(W1)이 노출되어 있고, 또한, 가공 형상에도 흐트러짐이 발생하고 있다. 즉, 가공 후 상태가 불균일하여 바람직한 박리가 행해지지 않았던 모습을 나타내고 있다.In the picked-up image shown in Fig. 7 (a), only the metal film F2 is peeled with the same width in both directions in both directions. In the picked-up image shown in Fig. 7 (b) (F1), and the single crystal substrate W1 is exposed, and the machining shape is also disturbed. That is, the state after processing is non-uniform, which shows that the preferable peeling is not performed.

도 8은, 전술한 바와 같은 홈 가공 툴(TL)에 의한 가공을 행하는 홈 가공 장치(100)를 예시하는 도면이다. 홈 가공 장치(100)는, 수평면 내의 일 방향(y축 방향)으로 이동 가능하고, 그리고, 상면에 올려놓여진 패턴이 있는 기판(W)을 지지(holding) 가능한 테이블(101)을 구비하고 있다. 보다 구체적으로는, 테이블(101)에는, 예를 들면 유리 등의 투명한 부재로 이루어지고, 수평면 내에서 회전이 자유로운 척이 구비되어 있어, 당해 척에 의해 패턴이 있는 기판(W)을 고정할 수 있게 되어 있다.Fig. 8 is a diagram illustrating a groove machining apparatus 100 that performs machining with the groove machining tool TL as described above. The groove machining apparatus 100 is provided with a table 101 capable of moving in one direction (y-axis direction) in a horizontal plane and holding a substrate W having a pattern placed on its upper surface. More specifically, the table 101 is provided with a chuck which is made of a transparent member such as glass and freely rotatable in a horizontal plane, and is capable of fixing the patterned substrate W by the chuck .

또한, 도 8에 있어서는 도시를 생략하지만, 테이블(101)의 투명한 척의 하방에는, 척에 고정된 패턴이 있는 기판(W)을, 척을 통하여 하방으로부터 관찰 가능한, 관찰 광학계가 구비된다.Although not shown in FIG. 8, an observation optical system is provided below the transparent chuck of the table 101, which can observe the substrate W having a pattern fixed on the chuck from below through a chuck.

또한, 홈 가공 장치(100)에는, 수평면 내에 있어서 y축 방향과 직교하는 x축 방향에 있어서 테이블(101)을 사이에 두고 설치되어 있는 2개의 지주(103)와, 이들 2개의 지주(103)에 의해 지지되어 이루어짐과 함께, x축 방향으로 연재되는 가이드(104g)가 구비되는 가이드 바(104)에 의해, 테이블(101) 상을 걸치는 브리지(105)가 구성되어 이루어진다.The groove machining apparatus 100 is provided with two pillars 103 and two pillars 103 provided in the horizontal plane with the table 101 interposed therebetween in the x-axis direction orthogonal to the y- And a bridge 105 that spans the table 101 is constructed by a guide bar 104 provided with a guide 104g extending in the x-axis direction.

가이드(104g)에는, 홈 가공 툴(TL)이 부착되는 헤드(106)가 x축 방향으로 이동 가능하게 부착되어 이루어진다. 보다 상세하게는, 헤드(106)에는, 홈 가공 툴(TL)을 지지한 홀더(107)가 부착되도록 되어 있음과 함께, 한쪽의 지주(103)에 설치된 모터(108)의 회전에 의해 가이드(104g)를 따라 x축 방향을 이동하는 지지체(106s)가 부설되어 있다. 이에 따라, 홈 가공 장치(100)에 있어서는, x축 방향을 도 6에서 말하는 곳의 진행 방향으로서, 가공을 행할 수 있게 되어 있다.The guide 104g is provided with a head 106 to which the groove forming tool TL is attached so as to be movable in the x-axis direction. More specifically, the holder 106 supporting the groove machining tool TL is attached to the head 106, and the guide 108 is rotated by the rotation of the motor 108 installed on the one support 103, A supporting body 106s which moves along the x-axis direction is provided. Accordingly, in the groove machining apparatus 100, the machining can be performed in the x-axis direction as the traveling direction in the place referred to in Fig.

헤드(106)는, 홀더(107)를 부착할 때의 홀더(107)의 x축 방향에 대한 자세를 조정할 수 있게 되어 있다. 결국은 홈 가공 툴(TL)의 자세를 조정할 수 있도록 구성되어 있다. 홈 가공 툴(TL)을 지지한 홀더를 헤드(106)에 부착할 때에 있어서 홀더(107)의 자세를 조정함으로써, 전술한 금속막(F2)을 박리할 때의 부착 각도(α)를 조정하는 것이 가능해진다.The head 106 is capable of adjusting the posture of the holder 107 with respect to the x-axis direction when the holder 107 is attached. So that the posture of the groove processing tool TL can be adjusted. The posture of the holder 107 at the time of attaching the holder supporting the groove machining tool TL to the head 106 is adjusted to adjust the attachment angle alpha when the metal film F2 is peeled Lt; / RTI &gt;

또한, 헤드(106)는, 부착한 홈 가공 툴(TL)의 높이 위치를 적절히 조정할 수 있도록도 되어 있다. 홀더(107)의 높이 위치와 헤드(106)의 이동 속도를 적절히 설정함으로써, 홈 가공 툴(TL)이 금속막(F2)에 대하여 부여하는 하중을 조정하는 것이 가능해진다.The head 106 is also adapted to suitably adjust the height position of the attached groove forming tool TL. By appropriately setting the height position of the holder 107 and the moving speed of the head 106, it is possible to adjust the load given to the metal film F2 by the groove machining tool TL.

이상과 같은 구성을 갖는 홈 가공 장치(100)에 있어서, 홈 가공 툴(TL)에 의해, 전술한 바와 같은 금속막(F2)의 가공을 행하는 경우는, 패턴이 있는 기판(W)을 금속막(F2)이 상면측이 되도록 척에 고정하고, X방향 또는 Y방향의 가공 예정선(PL)이 x축 방향과 평행이 되도록 패턴이 있는 기판(W)의 얼라인먼트(alignment)를 행함과 함께, 부착 각도(α)가 소정의 값이 되도록, 홈 가공 툴(TL)을 보유지지한 홀더(107)를 적절한 자세로 부착한다. 또한, 패턴이 있는 기판(W)의 얼라이먼트에 대해서는, 패턴 매칭 처리나, 얼라인먼트 마커(alignment marker)를 이용한 처리 등, 여러 가지의 공지의 수법을 적절히 적용 가능하다.In the case of machining the metal film F2 as described above by the grooving tool TL in the groove forming apparatus 100 having the above configuration, Alignment of the patterned substrate W is performed so that the processing target line PL in the X direction or the Y direction is parallel to the x axis direction, The holder 107 holding the groove forming tool TL is attached in an appropriate posture so that the attachment angle alpha is a predetermined value. In addition, various known methods such as pattern matching processing and alignment markers can be appropriately applied to the alignment of the substrate W having a pattern.

그리고, 홈 가공 툴(TL)의 선단부(TL1)를, x축 방향에 대해서는 패턴이 있는 기판(W)의 단부보다 외측의 위치에 맞춤과 함께, y축 방향에 대해서는 최초로 가공 대상으로 하는 가공 예정선(PL)의 위치에 맞춘다. 당해 위치에 있어서 홈 가공 툴(TL)을, 금속막(F2)의 두께에 따른 소정의 거리만큼 하강시킨 후에, 헤드(106)를 x축 방향으로 이동시킴으로써, 당해 가공 예정선(PL)의 위치에서의 금속막(F2)의 박리가 실현된다.The tip end TL1 of the groove machining tool TL is aligned with the position outside the end portion of the substrate W having the pattern in the x-axis direction and the machining target to be machined in the y- The position of the line PL is adjusted. The head 106 is moved in the x-axis direction after the groove processing tool TL has been lowered by a predetermined distance in accordance with the thickness of the metal film F2 at the position so that the position of the planned processing line PL The peeling of the metal film F2 is realized.

하나의 가공 예정선(PL)의 위치에 있어서의 박리가 종료되면, 가공 예정선(PL)의 피치에 따른 거리만큼 스테이지를 y축 방향으로 보내, 다음의 가공 예정선(PL)의 위치에 있어서의 박리를 동일하게 행한다. X방향 또는 Y방향에 있어서 모든 가공 예정선(PL)의 위치에서 박리가 종료되면, 척을 90° 회전시켜 Y방향 또는 X방향이 x축 방향과 합치하도록 얼라인먼트를 행한 후에, 동일한 처리를 행하면 좋다. 이에 따라, 모든 가공 예정선(PL)을 따른 금속막(F2)의 제거를 적합하게 행할 수 있다.When the peeling at the position of one to-be-processed line PL is completed, the stage is moved in the y-axis direction by a distance corresponding to the pitch of the to-be-processed line PL, Is peeled off in the same manner. When the peeling is finished at the positions of all the processing lines PL in the X direction or the Y direction, the chuck may be rotated by 90 degrees so that the Y direction or the X direction aligns with the x axis direction, and then the same processing is performed . Thus, the metal film F2 along all the lines to be processed PL can be suitably removed.

＜균열 신전 가공의 원리 및 브레이크 가공＞<Principle of crack extension processing and brake processing>

다음으로, 균열 신전 가공과 브레이크 가공에 대해서 설명한다. 도 9는, 균열 신전 가공에 있어서의 레이저광(LB)의 조사 실시 형태를 설명하기 위한 도면이다. 보다 상세하게는, 도 9는, 균열 신전 가공시의 레이저광(LB)의 반복 주파수 R(㎑)과, 레이저광(LB)의 조사에 있어서 패턴이 있는 기판(W)을 올려놓는 스테이지의 이동 속도 V(mm/sec)와, 레이저광(LB)의 빔 스폿 중심 간격 Δ(㎛)과의 관계를 나타내고 있다. 또한, 이후의 설명에서는, 레이저광(LB)의 출사원은 고정되고, 패턴이 있는 기판(W)이 올려놓여진 스테이지를 이동시킴으로써, 패턴이 있는 기판(W)에 대한 레이저광(LB)의 상대적인 주사가 실현되는 것으로 하지만, 패턴이 있는 기판(W)은 정지(靜止)시킨 상태에서, 레이저광(LB)의 출사원을 이동시키는 실시 형태라도, 균열 신전 가공은 동일하게 실현 가능하다.Next, crack extension processing and brake processing will be described. Fig. 9 is a view for explaining an embodiment of irradiation of the laser beam LB in the crack extension processing. More specifically, FIG. 9 shows the relationship between the repetition frequency R (kHz) of the laser beam LB at the time of crack extension processing and the movement of the stage on which the substrate W with a pattern is placed in the irradiation of the laser beam LB The relationship between the velocity V (mm / sec) and the beam spot center distance? (占 퐉) of the laser beam LB is shown. In the following description, the outgoing source of the laser beam LB is fixed, and by moving the stage on which the patterned substrate W is placed, the relative position of the laser beam LB relative to the patterned substrate W However, even in the embodiment in which the source of the laser beam LB is moved in a state in which the substrate W having the pattern is stationary, the crack extension processing can be realized in the same manner.

도 9에 나타내는 바와 같이, 레이저광(LB)의 반복 주파수가 R(㎑)인 경우, 1/R(msec)마다 1개의 레이저 펄스(단위 펄스광이라고도 칭함)가 레이저 광원으로부터 발해지게 된다. 패턴이 있는 기판(W)이 올려놓여진 스테이지가 속도 V(mm/sec)로 이동하는 경우, 어느 레이저 펄스가 발해지고 나서 다음의 레이저 펄스가 발해지는 동안에, 패턴이 있는 기판(W)은 V×(1/R)＝V/R(㎛)만큼 이동하게 되기 때문에, 어느 레이저 펄스의 빔 중심 위치와 다음에 발해지는 레이저 펄스의 빔 중심 위치와의 간격, 즉 빔 스폿 중심 간격 Δ(㎛)는, Δ＝V/R로 정해진다.As shown in Fig. 9, when the repetition frequency of the laser light LB is R (kHz), one laser pulse (also referred to as a unit pulse light) is emitted from the laser light source every 1 / R (msec). In the case where the stage on which the patterned substrate W is placed moves at the speed V (mm / sec), while the next laser pulse is emitted after a certain laser pulse is emitted, (占 퐉) of the center of the beam center of the laser pulse and the beam center position of the next laser pulse, i.e., the beam spot center distance? (占 퐉) , And DELTA = V / R.

이 점에서, 패턴이 있는 기판(W)의 표면에 있어서의 레이저광(LB)의 빔 지름(빔 웨이스트(beam waist) 지름, 스폿 사이즈라고도 칭함) Db와 빔 스폿 중심 간격 Δ가At this point, the beam diameter (beam waist diameter, also referred to as spot size) Db of the laser beam LB on the surface of the patterned substrate W and the beam spot center distance?

　　　Δ＞Db·····(식 1)?> Db (1)

을 충족시키는 경우에는, 레이저광의 주사에 있어서 개개의 레이저 펄스는 겹치지 않게 된다., The individual laser pulses do not overlap in scanning of the laser beam.

게다가, 단위 펄스광의 조사 시간, 즉 펄스폭을 매우 짧게 설정하면, 각각의 단위 펄스광의 피조사 위치에 있어서는, 레이저광(LB)의 스폿 사이즈보다 좁은, 피조사 위치의 대략 중앙 영역에 존재하는 물질이, 조사된 레이저광으로부터 운동 에너지를 얻음으로써 피조사면에 수직인 방향으로 비산하거나 변질되거나 하는 한편, 이러한 비산에 수반하여 발생하는 반력을 비롯한 단위 펄스광의 조사에 의해 발생하는 충격이나 응력이, 당해 피조사 위치의 주위에 작용한다는 현상이 발생한다.In addition, when the irradiation time of the unit pulse light, that is, the pulse width is set to be very short, at a position to be irradiated with each unit pulse light, a substance which is narrower than the spot size of the laser light LB, Is obtained by obtaining the kinetic energy from the irradiated laser beam, it is scattered or deteriorated in the direction perpendicular to the surface to be irradiated, while the impact or stress generated by the irradiation of the unit pulse light including the reaction force accompanying the scattering And a phenomenon occurs that it acts around the irradiated position.

이들의 것을 이용하여, 레이저 광원으로부터 잇달아 발해지는 레이저 펄스(단위 펄스광)가, 가공 예정선을 따라 순차로 그리고 이산적으로 조사되도록 하면, 가공 예정선을 따른, 개개의 단위 펄스광의 피조사 위치에 있어서 미소한 가공 흔적이 순차로 형성됨과 함께, 개개의 가공 흔적끼리의 사이에 있어서 균열이 연속적으로 형성되고, 나아가서는, 피가공물의 두께 방향에도 균열이 신전되게 된다. 이와 같이, 균열 신전 가공에 의해 형성된 균열이, 패턴이 있는 기판(W)을 분할할 때의 분할의 기점이 된다. 또한, 레이저광(LB)이 소정의(0이 아님) 디포커스값의 아래, 디포커스 상태에서 조사되는 경우는, 초점 위치의 근방에 있어서 변질이 발생하여, 이러한 변질이 발생한 영역이 전술한 가공 흔적이 된다.By using these, it is possible to sequentially and discretely irradiate laser pulses (unit pulse light) sequentially emitted from the laser light source along the line to be processed. Minute cracks are formed in succession, and cracks are continuously formed between the respective processing marks, and further cracks are also stretched in the thickness direction of the workpiece. Thus, the crack formed by the crack extension processing becomes a starting point of the division when the substrate W having the pattern is divided. When laser light LB is irradiated in a defocus state below a predetermined (non-zero) defocus value, deterioration occurs in the vicinity of the focal point position, and the region where such deterioration occurs is the above- It becomes a trace.

한편, 브레이크 공정은, 예를 들면, 패턴이 있는 기판(W)을, 가공 흔적이 형성된 측의 주면이 하측이 되는 자세로 하고, 분할 예정선의 양측을 2개의 하측 브레이크 바로 지지한 상태에서, 다른 한쪽의 주면이며 분할 예정선의 바로 위의 브레이크 위치를 향하여 상측 브레이크 바를 강하시키도록 함으로써 행할 수 있다.On the other hand, in the breaking process, for example, the substrate W having the pattern is set in a posture in which the main surface on the side where the processing marks are formed is in the lower position, while the two sides of the line to be divided are supported by the two lower brake bars, And the upper brake bar is lowered toward the brake position just above the dividing planned line on one main surface.

또한, 가공 흔적의 피치에 상당하는 빔 스폿 중심 간격 Δ가 너무 지나치게크면, 브레이크 특성이 나빠져 가공 예정선을 따른 브레이크가 실현되지 않게 된다. 균열 신전 가공시에는, 이 점을 고려하여 가공 조건을 정할 필요가 있다.In addition, if the beam spot center distance? Corresponding to the pitch of the machining trace is too large, the brake characteristic deteriorates and the brake along the expected machining line can not be realized. It is necessary to determine the machining conditions in consideration of this point in the crack extension processing.

이상의 점을 감안한, 패턴이 있는 기판(W)에 분할 기점이 되는 균열을 형성하기 위한 균열 신전 가공을 행함에 있어서 적합한 조건은, 대체로 이하와 같다. 구체적인 조건은, 패턴이 있는 기판(W)의 재질이나 두께 등에 의해 적절히 선택하면 좋다.Taking the above points into consideration, suitable conditions for performing crack extension processing for forming a crack serving as a dividing origin on a patterned substrate W are generally as follows. The specific conditions may be appropriately selected depending on the material and thickness of the substrate W having the pattern.

펄스폭 τ: 1psec 이상 50psec 이하;Pulse width?: 1 psec or more and 50 psec or less;

빔 지름 Db: 약 1㎛∼10㎛ 정도;Beam diameter Db: about 1 탆 to about 10 탆;

스테이지 이동 속도 V: 50mm/sec 이상 3000 mm/sec 이하;Stage moving speed V: 50 mm / sec to 3000 mm / sec;

펄스의 반복 주파수 R: 10㎑ 이상 200㎑ 이하;Pulse repetition frequency R: 10 kHz or more and 200 kHz or less;

펄스 에너지 E: 0.1μJ∼50μJ.Pulse energy E: 0.1 占 ~ to 50 占..

＜레이저 가공 장치＞<Laser Processing Apparatus>

마지막으로, 균열 신전 가공에 이용하는 레이저 가공 장치(200)에 대해서 설명한다. 도 10은, 본 발명의 실시 형태에 있어서 균열 신전 가공에 적용 가능한, 레이저 가공 장치(200)의 구성을 개략적으로 나타내는 개략도이다. 레이저 가공 장치(200)는, 장치 내에 있어서의 여러 가지의 동작(관찰 동작, 얼라인먼트 동작, 가공 동작 등)의 제어를 행하는 컨트롤러(201)와, 패턴이 있는 기판(W)을 그 위에 올려놓는 스테이지(204)와, 레이저 광원(SL)으로부터 출사된 레이저광(LB)을 패턴이 있는 기판(W)에 조사하는 조사 광학계(205)를 주로 구비한다.Finally, the laser processing apparatus 200 used in the crack extension processing will be described. 10 is a schematic view schematically showing the configuration of a laser machining apparatus 200 applicable to a crack extension process in an embodiment of the present invention. The laser processing apparatus 200 includes a controller 201 for controlling various operations (observation, alignment, machining, and the like) in the apparatus, a stage 201 for placing a patterned substrate W thereon, And an irradiation optical system 205 for irradiating the patterned substrate W with the laser light LB emitted from the laser light source SL.

스테이지(204)는, 석영 등의 광학적으로 투명한 부재로 주로 구성된다. 스테이지(204)는, 그의 상면에 올려놓여진 패턴이 있는 기판(W)을, 예를 들면 흡인 펌프 등의 흡인 수단(211)에 의해 흡인 고정할 수 있게 되어 있다. 또한, 스테이지(204)는, 이동 기구(204m)에 의해 수평 방향으로 이동 가능하게 되어 이루어진다. 또한, 도 10에 있어서는, 패턴이 있는 기판(W)에 점착성을 갖는 지지 시트(210a)를 접착한 후에, 당해 지지 시트(210a)의 측을 피재치면으로 하여 패턴이 있는 기판(W)을 스테이지(204)에 올려놓고 있지만, 지지 시트(210a)를 이용하는 실시 형태는 필수의 것은 아니다.The stage 204 is mainly composed of an optically transparent member such as quartz. The stage 204 is capable of sucking and fixing the substrate W having a pattern placed on its upper surface by a suction means 211 such as a suction pump. Further, the stage 204 is movable in the horizontal direction by the moving mechanism 204m. 10, after a support sheet 210a having adhesiveness is adhered to a patterned substrate W, a substrate W having a pattern is placed on the side of the support sheet 210a, The support sheet 210a is used, but the embodiment using the support sheet 210a is not essential.

이동 기구(204m)는, 도시하지 않는 구동 수단의 작용에 의해 수평면 내에서 소정의 XY 2축 방향으로 스테이지(204)를 이동시킨다. 이에 따라, 관찰 위치의 이동이나 레이저광 조사 위치의 이동이 실현되어 이루어진다. 또한, 이동 기구(204m)에 대해서는, 소정의 회전축을 중심으로 한, 수평면 내에 있어서의 회전(θ 회전) 동작도, 수평 구동과 독립적으로 행할 수 있는 것이, 얼라인먼트 등을 행하는 데에 있어서는 보다 바람직하다.The moving mechanism 204m moves the stage 204 in a predetermined XY 2 -axis direction within a horizontal plane by the action of driving means (not shown). Thus, movement of the observation position and movement of the laser light irradiation position are realized. Further, with regard to the moving mechanism 204m, it is more preferable to perform alignment (rotation) operation in the horizontal plane around the predetermined rotation axis independently of horizontal movement, .

조사 광학계(205)는, 레이저 광원(SL)과, 도시를 생략하는 경통 내에 구비되는 하프미러(251)와, 집광 렌즈(252)를 구비한다.The irradiation optical system 205 includes a laser light source SL, a half mirror 251 provided in a lens barrel (not shown), and a condenser lens 252.

레이저 가공 장치(200)에 있어서는, 개략, 레이저 광원(SL)으로부터 발해진 레이저광(LB)을, 하프미러(251)에서 반사시킨 후에, 당해 레이저광(LB)을, 집광 렌즈(252)로 스테이지(204)에 올려놓여진 패턴이 있는 기판(W)의 피가공 부위에 초점을 맞추도록 집광시켜, 패턴이 있는 기판(W)에 조사하게 되어 있다. 그리고, 이러한 실시 형태로 레이저광(LB)을 조사하면서, 스테이지(204)를 이동시킴으로써, 패턴이 있는 기판(W)에 대하여 소정의 가공 예정선을 따른 가공을 행할 수 있게 되어 있다. 즉, 레이저 가공 장치(200)는, 패턴이 있는 기판(W)에 대하여 레이저광(LB)을 상대적으로 주사함으로써, 가공을 행하는 장치이다.The laser processing apparatus 200 roughly irradiates the laser light LB emitted from the laser light source SL to the condenser lens 252 after reflecting the laser light LB from the half mirror 251 The workpiece W is focused so as to focus on the workpiece of the substrate W having the pattern placed on the stage 204 so as to irradiate the substrate W having the pattern. In this embodiment, by moving the stage 204 while irradiating the laser beam LB, the substrate W having the pattern can be machined along a predetermined line to be machined. That is, the laser machining apparatus 200 is a device that performs machining by relatively scanning the laser beam LB with respect to the substrate W having a pattern.

레이저 광원(SL)으로서는, Nd:YAG 레이저를 이용하는 것이 적합한 실시 형태이다. 레이저 광원(SL)으로서는, 파장이 500㎚∼1600㎚인 것을 이용한다. 또한, 전술한 가공 패턴으로의 가공을 실현하기 위해, 레이저광(LB)의 펄스폭은 1psec∼50psec 정도일 필요가 있다. 또한, 반복 주파수 R은 10㎑∼200㎑ 정도, 레이저광의 조사 에너지(펄스 에너지)는 0.1μJ∼50μJ 정도인 것이 적합하다.As the laser light source SL, it is preferable to use an Nd: YAG laser. As the laser light source SL, those having a wavelength of 500 nm to 1600 nm are used. Further, in order to realize the processing to the above-described processing pattern, the pulse width of the laser beam LB needs to be about 1 psec to 50 psec. It is preferable that the repetition frequency R is about 10 kHz to 200 kHz, and the irradiation energy (pulse energy) of the laser light is about 0.1 μJ to 50 μJ.

또한, 레이저 가공 장치(200)에 있어서는, 가공 처리시, 필요에 따라서, 초점 맞춤 위치를 패턴이 있는 기판(W)의 표면으로부터 의도적으로 어긋나게 한 디포커스 상태에서, 레이저광(LB)을 조사하는 것도 가능해지고 있다. 본 실시 형태에 있어서는, 디포커스값(패턴이 있는 기판(W)의 표면으로부터 내부를 향하는 방향으로의 초점 맞춤 위치의 어긋남량)을 0㎛ 이상 30㎛ 이하의 범위로 설정하는 것이 바람직하다.In the laser processing apparatus 200, the laser beam LB is irradiated in the defocus state in which the focussing position is intentionally shifted from the surface of the substrate W having the pattern It is also becoming possible. In the present embodiment, it is desirable to set the defocus value (amount of shift of the focussing position in the direction from the surface of the substrate W having the pattern toward the inside thereof) to a range of 0 mu m or more and 30 mu m or less.

또한, 레이저 가공 장치(200)에 있어서, 스테이지(204)의 상방에는, 패턴이 있는 기판(W)을 상방으로부터 관찰·촬상하기 위한 상부 관찰 광학계(206)와, 패턴이 있는 기판(W)에 대하여 스테이지(204)의 상방으로부터 조명광을 조사하는 상부 조명계(207)가 구비되어 있다. 또한, 스테이지(204)의 하방에는, 패턴이 있는 기판(W)에 대하여 스테이지(204)의 하방으로부터 조명광을 조사하는 하부 조명계(208)가 구비되어 있다.In the laser processing apparatus 200, an upper observation optical system 206 for observing and imaging the patterned substrate W from above, and an upper observation optical system 206 for observing the patterned substrate W are provided above the stage 204, An upper illumination system 207 for irradiating illumination light from the upper side of the stage 204 is provided. A lower illumination system 208 is provided below the stage 204 for irradiating illumination light from below the stage 204 with respect to the substrate W having a pattern.

상부 관찰 광학계(206)는, 하프미러(251)의 상방(경통의 상방)에 설치된 CCD 카메라(206a)와 당해 CCD 카메라(206a)에 접속된 모니터(206b)를 구비한다. 또한, 상부 조명계(207)는, 상부 조명 광원(S1)과, 하프미러(271)를 구비한다.The upper observation optical system 206 includes a CCD camera 206a provided above the half mirror 251 (above the mirror barrel) and a monitor 206b connected to the CCD camera 206a. Further, the upper illumination system 207 includes an upper illumination light source S1 and a half mirror 271.

이들 상부 관찰 광학계(206)와 상부 조명계(207)는, 조사 광학계(205)와 동축(同軸)으로 구성되어 이루어진다. 보다 상세하게 말하면, 조사 광학계(205)의 하프미러(251)와 집광 렌즈(252)가, 상부 관찰 광학계(206) 및 상부 조명계(207)와 공용되게 되어 있다. 이에 따라, 상부 조명 광원(S1)으로부터 발해진 상부 조명광(L1)은, 도시하지 않는 경통 내에 설치된 하프미러(271)에서 반사되고, 또한 조사 광학계(205)를 구성하는 하프미러(251)를 투과한 후, 집광 렌즈(252)로 집광되어, 패턴이 있는 기판(W)에 조사되게 되어 있다. 또한, 상부 관찰 광학계(206)에 있어서는, 상부 조명광(L1)이 조사된 상태에서, 집광 렌즈(252), 하프미러(251) 및 하프미러(271)를 투과한 패턴이 있는 기판(W)의 명(明)시야상의 관찰을 행할 수 있게 되어 있다.The upper observation optical system 206 and the upper illumination system 207 are coaxial with the irradiation optical system 205. More specifically, the half mirror 251 and the condenser lens 252 of the irradiation optical system 205 are shared with the upper observation optical system 206 and the upper illumination system 207. The upper illumination light L1 emitted from the upper illumination light source S1 is reflected by the half mirror 271 provided in the barrel (not shown) and transmitted through the half mirror 251 constituting the irradiation optical system 205 The light is converged by the condenser lens 252 and irradiated onto the substrate W having the pattern. In the upper observation optical system 206, in the state in which the upper illumination light L1 is irradiated, the light flux passing through the condenser lens 252, the half mirror 251 and the half mirror 271, It is possible to observe the bright field of view.

또한, 하부 조명계(208)는, 하부 조명 광원(S2)과, 하프미러(281)와, 집광 렌즈(282)를 구비한다. 즉, 레이저 가공 장치(200)에 있어서는, 하부 조명 광원(S2)으로부터 출사되고, 하프미러(281)에서 반사된 후에, 집광 렌즈(282)로 집광 된 하부 조명광(L2)을, 스테이지(204)를 통하여 패턴이 있는 기판(W)에 대하여 조사할 수 있게 되어 있다. 예를 들면, 하부 조명계(208)를 이용하면, 하부 조명광(L2)을 패턴이 있는 기판(W)에 조사한 상태에서, 상부 관찰 광학계(206)에 있어서 그 투과광의 관찰을 행하는 것 등이 가능하다.The lower illumination system 208 includes a lower illumination light source S2, a half mirror 281, and a condenser lens 282. [ That is, in the laser processing apparatus 200, the lower illumination light L2 condensed by the condenser lens 282 is emitted from the lower illumination light source S2, reflected by the half mirror 281, So that the pattern W can be irradiated onto the substrate W. For example, when the lower illumination system 208 is used, it is possible to observe the transmitted light in the upper observation optical system 206 while irradiating the substrate W having the pattern with the lower illumination light L2 .

나아가서는, 도 10에 나타내는 바와 같이, 레이저 가공 장치(200)에 있어서는, 패턴이 있는 기판(W)을 하방으로부터 관찰·촬상하기 위한 하부 관찰 광학계(216)가 구비되어 있어도 좋다. 하부 관찰 광학계(216)는, 하프미러(281)의 하방에 설치된 CCD 카메라(216a)와 당해 CCD 카메라(216a)에 접속된 모니터(216b)를 구비한다. 이러한 하부 관찰 광학계(216)에 있어서는, 예를 들면, 상부 조명광(L1)이 패턴이 있는 기판(W)에 조사된 상태에서 그 투과광의 관찰을 행할 수 있다.10, the laser processing apparatus 200 may be provided with a lower observation optical system 216 for observing and imaging the substrate W having a pattern from below. The lower observation optical system 216 includes a CCD camera 216a provided below the half mirror 281 and a monitor 216b connected to the CCD camera 216a. In the lower observation optical system 216, for example, the transmitted light can be observed while the upper illumination light L1 is irradiated on the substrate W having the pattern.

컨트롤러(201)는, 장치 각 부의 동작을 제어하며, 후술하는 실시 형태로의 패턴이 있는 기판(W)의 가공 처리를 실현시키는 제어부(202)와, 레이저 가공 장치(200)의 동작을 제어하는 프로그램(203p)이나 가공 처리시에 참조되는 여러 가지의 데이터를 기억하는 기억부(203)를 추가로 구비한다.The controller 201 controls the operation of each part of the apparatus and includes a control unit 202 for implementing the processing of the substrate W having the pattern in the embodiment described later and a controller 202 for controlling the operation of the laser processing apparatus 200 A program 203p and a storage unit 203 for storing various kinds of data to be referred to at the time of processing.

제어부(202)는, 예를 들면 퍼스널 컴퓨터나 마이크로 컴퓨터 등의 범용의 컴퓨터에 의해 실현되는 것으로, 기억부(203)에 기억되어 있는 프로그램(203p)이 당해 컴퓨터로 읽어들여 실행됨으로써, 여러 가지의 구성 요소가 제어부(202)의 기능적 구성 요소로서 실현된다.The control unit 202 is implemented by a general-purpose computer such as a personal computer or a microcomputer. By reading the program 203p stored in the storage unit 203 and executing the program 203p, The component is realized as a functional component of the control unit 202. [

기억부(203)는, ROM이나 RAM 및 하드 디스크 등의 기억 매체에 의해 실현된다. 또한, 기억부(203)는, 제어부(202)를 실현하는 컴퓨터의 구성 요소에 의해 실현되는 실시 형태라도 좋고, 하드 디스크의 경우 등, 당해 컴퓨터와는 별체에 설치되는 실시 형태라도 좋다.The storage unit 203 is realized by a storage medium such as a ROM, a RAM, and a hard disk. The storage unit 203 may be implemented by an element of a computer that implements the control unit 202, or may be an embodiment that is provided separately from the computer, such as a hard disk.

기억부(203)에는, 프로그램(203p) 외, 가공 대상으로 여겨지는 패턴이 있는 기판(W)의 개체 정보(예를 들면, 재질, 결정 방위, 형상(사이즈, 두께) 등) 외, 가공 위치(또는 스트리트 위치)를 기술한 피가공물 데이터(D1)가 기억됨과 함께, 개개의 가공 모드에 있어서의 레이저 가공의 실시 형태에 따른, 레이저광의 개개의 파라미터에 대한 조건이나 스테이지(204)의 구동 조건(혹은 그들의 설정 가능 범위) 등이 기술된 가공 모드 설정 데이터(D2)가 기억된다.The storage unit 203 stores not only the program 203p but also individual information (e.g., material, crystal orientation, shape (size, thickness), etc.) of the substrate W having a pattern to be machined, (Or street position) of the stage 204 is stored, and the conditions for the individual parameters of the laser beam and the driving conditions of the stage 204 according to the embodiment of laser machining in the individual machining modes are stored (Or their settable range) and the like are described.

제어부(202)는, 이동 기구(204m)에 의한 스테이지(204)의 구동이나 집광 렌즈(252)의 초점을 맞추는 동작 등, 가공 처리에 관계하는 여러 가지의 구동 부분의 동작을 제어하는 구동 제어부(221)와, 상부 관찰 광학계(206)나 하부 관찰 광학계(216)에 의한 패턴이 있는 기판(W)의 관찰·촬상을 제어하는 촬상 제어부(222)와, 레이저 광원(SL)으로부터의 레이저광(LB)의 조사를 제어하는 조사 제어부(223)와, 흡인 수단(211)에 의한 스테이지(204)로의 패턴이 있는 기판(W)의 흡착 고정 동작을 제어하는 흡착 제어부(224)와, 부여된 피가공물 데이터(D1) 및 가공 모드 설정 데이터(D2)를 따라 가공 대상 위치로의 가공 처리를 실행시키는 가공 처리부(225)를, 주로 구비한다.The control unit 202 includes a drive control unit (not shown) for controlling the operation of various drive parts related to the processing, such as the operation of the stage 204 by the movement mechanism 204m and the operation of focusing the condenser lens 252 An image pickup control section 222 for controlling the observation and image pickup of the substrate W having the pattern by the upper observation optical system 206 and the lower observation optical system 216 and the laser light source An attraction control section 224 for controlling the attraction and fixing operation of the substrate W having the pattern on the stage 204 by the suction means 211 and a control section And a machining processing unit 225 for executing the machining process to the machining object position along the workpiece data D1 and the machining mode setting data D2.

이상과 같은 구성의 컨트롤러(201)를 구비하는 레이저 가공 장치(200)에 있어서는, 오퍼레이터로부터, 피가공물 데이터(D1)에 기술된 가공 위치를 대상으로 한 소정의 가공 모드에 의한 가공의 실행 지시가 부여되면, 가공 처리부(225)가, 피가공물 데이터(D1)를 취득함과 함께 선택된 가공 모드에 대응하는 조건을 가공 모드 설정 데이터(D2)로부터 취득하고, 당해 조건에 따른 동작이 실행되도록, 구동 제어부(221)나 조사 제어부(223) 그 외를 통하여 대응하는 각 부의 동작을 제어한다. 예를 들면, 레이저 광원(SL)으로부터 발해지는 레이저광(LB)의 파장이나 출력, 펄스의 반복 주파수, 펄스폭의 조정 등은, 조사 제어부(223)에 의해 실현된다. 이에 따라, 대상이 된 가공 위치에 있어서, 지정된 가공 모드에서의 가공이 실현된다.In the laser processing apparatus 200 including the controller 201 configured as described above, the operator instructs the machining execution instruction in the predetermined machining mode for the machining position described in the work data D1 The machining processing unit 225 acquires the workpiece data D1 and acquires a condition corresponding to the selected machining mode from the machining mode setting data D2 and executes the operation corresponding to the machining mode setting data D2 And controls the operation of each corresponding unit through the control unit 221 and the irradiation control unit 223 and the like. For example, the irradiation control section 223 realizes the wavelength or the output of the laser light LB emitted from the laser light source SL, the repetition frequency of the pulse, and the adjustment of the pulse width. Thus, machining in the specified machining mode is realized at the machining position to be machined.

또한, 바람직하게는, 레이저 가공 장치(200)는, 가공 처리부(225)의 작용에 의해 컨트롤러(201)에 있어서 오퍼레이터에 이용 가능하게 제공되는 가공 처리 메뉴에 따라, 여러 가지의 가공 내용에 대응하는 가공 모드를 선택할 수 있도록, 구성된다. 이러한 경우에 있어서, 가공 처리 메뉴는, GUI에서 제공되는 것이 바람직하다.Preferably, the laser processing apparatus 200 further includes a laser processing apparatus 200 that, according to the processing menu provided in the controller 201 so as to be available to the operator by the action of the processing processing unit 225, So that the machining mode can be selected. In this case, the processing menu is preferably provided in the GUI.

이상과 같은 구성을 가짐으로써, 레이저 가공 장치(200)는, 전술한 균열 신전 가공을 비롯한 여러 가지의 레이저 가공을 적합하게 행할 수 있게 되어 있다.By having the above-described configuration, the laser processing apparatus 200 can appropriately perform various types of laser processing including the above-described crack extension processing.

이제까지 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 의하면, 단결정 기판의 바로 위에 다층막과 금속막으로 이루어지는 반사막을 구비하는 패턴이 있는 기판을 개편화하기 위한 분할 가공을, 레이저광에 의한 균열 신전 가공에 의해 행하고자 하는 경우에, 이러한 균열 신전 가공에 앞서, 가공 예정선이 있는 곳에 위치하는 금속막만을 미리 제거하여 다층막을 노출시켜 두도록 한다. 이에 따라, 양호한 개편화가 실현된다.As described so far, according to the present embodiment, it is possible to carry out a dividing process for separating a substrate having a pattern having a multilayer film and a metal film immediately above a single crystal substrate, by a crack extension process using laser light , Only the metal film located in the place where the line to be machined is present is removed in advance to expose the multilayer film before such crack extension processing. Thus, good disassembly is realized.

100 : 홈 가공 장치
101 : 테이블
102 : 척
104 : 가이드 바
104g : 가이드
105 : 브리지
106 : 헤드
106s : 지지체
107 : 홀더
108 : 모터
200 : 레이저 가공 장치
201 : 컨트롤러
202 : 제어부
203 : 기억부
204 : 스테이지
204m : 이동 기구
205 : 조사 광학계
206 : 상부 관찰 광학계
206a : 카메라
206b : 모니터
207 : 상부 조명계
208 : 하부 조명계
216 : 하부 관찰 광학계
216a : 카메라
216b : 모니터
252 : 집광 렌즈
282 : 집광 렌즈
CP : 디바이스 칩
CR, CR1, CR2 : 균열
Db : 빔 지름
F : 반사막
F1 : 다층막
F2 : 금속막
G : 가공 홈
L1 : 상부 조명광
L2 : 하부 조명광
LB : 레이저광
LF : 초점
M : 가공 흔적
OF : 오리엔테이션 플랫
P1 : 가공 예정면
PL : 가공 예정선
S1 : 상부 조명 광원
S2 : 하부 조명 광원
SL : 레이저 광원
ST : 스트리트
TL : 홈 가공 툴
TL1 : 선단부
TL2 : 랜드
UP : 단위 패턴
W : 기판
W1 : 단결정 기판100: Grooving device
101: Table
102: Chuck
104: Guide bar
104g: Guide
105: Bridge
106: Head
106s: support
107: Holder
108: Motor
200: laser processing device
201: controller
202:
203:
204: stage
204m: mobile device
205: irradiation optical system
206: upper observation optical system
206a: camera
206b: Monitor
207: Upper illumination
208:
216: Lower observation optical system
216a: camera
216b: Monitor
252: condensing lens
282: condenser lens
CP: Device chip
CR, CR1, CR2: crack
Db: beam diameter
F:
F1: multilayer film
F2: metal film
G: Processing groove
L1: Upper illumination
L2: lower illumination light
LB: laser light
LF: Focus
M: Processing trace
OF: Orientation Flat
P1: Planned surface
PL: Line to be processed
S1: Top light source
S2: Lower illumination light source
SL: Laser light source
ST: Street
TL: Grooving tool
TL1: Tip
TL2: Land
UP: Unit pattern
W: substrate
W1: single crystal substrate

Claims (4)

사파이어 단결정 기판 상에 복수의 단위 디바이스 패턴을 2차원적으로 반복해 배치하여 이루어지는 패턴이 있는 기판을 분할하여 개편화하는 방법으로서,
상기 패턴이 있는 기판은, 상기 사파이어 단결정 기판에 있어서 상기 단위 디바이스 패턴의 형성면과 반대측의 주면에, 상이한 2개의 산화막을 반복해 교대로 적층하여 이루어지는 다층막과, 금속막을 적층한 반사막을 포함한 기판이며,
선단(先端)에 날끝을 구비하는 툴의 상기 선단을 상기 다층막과 상기 금속막과의 계면의 높이에 위치시킨 상태에서, 상기 툴을 상기 패턴이 있는 기판에 대하여 상대적으로 이동시킴으로써, 상기 패턴이 있는 기판에 미리 정해진 가공 예정선을 따라 상기 반사막에 있어서의 상기 금속막만을 제거하여 가공 홈을 형성하는 금속막 제거 공정과,
상기 금속막이 제거된 후의 상기 패턴이 있는 기판에 대하여, 상기 가공 예정선을 따라, 개개의 단위 펄스광에 의해 상기 패턴이 있는 기판에 형성되는 가공 흔적이 상기 가공 홈에 있어서 이산적으로 위치하도록 레이저광을 상기 반사막의 상기 다층막을 투과하여 조사하여, 상기 단위 펄스광의 조사에 의해서 발생하는 운동에너지에 따른 충격이나 응력에 의해, 각각의 상기 가공 흔적으로부터 상기 패턴이 있는 기판에 균열을 신전(伸展)시킴과 함께 상기 가공 흔적끼리의 사이에 있어서의 균열을 신전시키는 균열 신전 가공 공정과,
상기 균열 신전 가공 공정을 거친 상기 패턴이 있는 기판을 상기 가공 예정선을 따라 브레이크하는 브레이크 공정을 구비하고,
상기 툴이, 상기 선단에 평탄한 직사각형 형상의 미소면(微小面)인 랜드(land)를 구비하고, 상기 금속막 제거 공정에 있어서는, 상기 랜드가 상기 툴의 최하단부가 되고, 그리고, 그의 길이 방향이 상기 툴의 상대 이동 방향과 합치하도록, 상기 툴을 이동시키고,
상기 균열 신전 가공 공정에 의해서, 상기 가공 흔적끼리의 사이 및 가공 흔적으로부터 패턴이 있는 기판의 두께 방향으로 균열이 형성되는 것을 특징으로 하는 패턴이 있는 기판의 분할 방법.A method for dividing and separating a substrate having a pattern formed by repeatedly arranging a plurality of unit device patterns two-dimensionally on a sapphire single crystal substrate,
The substrate having the pattern is a substrate including a multilayer film formed by alternately laminating two different oxide films repeatedly on the main surface opposite to the formation surface of the unit device pattern in the sapphire single crystal substrate and a reflective film laminated with a metal film ,
By moving the tool relative to the substrate having the pattern in a state where the tip of the tool having the tip at the tip is located at the height of the interface between the multilayer film and the metal film, A metal film removing step of removing only the metal film in the reflective film along a predetermined line to be processed on the substrate to form a processed groove;
The laser beam is irradiated to the substrate having the pattern after the metal film is removed so that a processing trace formed on the substrate having the pattern by the individual unit pulse light is discretely positioned in the processing groove along the expected processing line Wherein the light is transmitted through the multilayer film of the reflective film to extend a crack in the patterned substrate from each of the processing marks by impact or stress caused by kinetic energy generated by irradiation of the unit pulse light, A crack extension processing step of expanding a crack between the processing marks together with the forming process,
And a braking step of braking the substrate having the pattern that has undergone the crack extension working process along the line to be machined,
Wherein the tool has a land which is a rectangular fine surface at the tip end, the land is the lowermost end of the tool in the metal film removing step, and the length direction thereof is Moving the tool to conform to a relative movement direction of the tool,
Wherein cracks are formed in the thickness direction of the patterned substrate by the crack extension processing step and between the processing marks and from the processing trace. 제1항에 있어서,
상기 균열 신전 가공 공정에 있어서는, 상기 가공 홈이 형성되어 있는 개소의 바로 아래에서, 그리고 상기 사파이어 단결정 기판의 내부이며 그의 두께 방향에 있어서 상기 다층막과의 계면 위치로부터 수㎛의 범위 내에, 상기 레이저광의 초점을 위치시키는 것을 특징으로 하는 패턴이 있는 기판의 분할 방법.The method according to claim 1,
In the crack extension processing step, the laser beam is irradiated to the surface of the semiconductor substrate immediately below the portion where the processing groove is formed and within the range of several micrometers from the interface position with the multilayer film in the thickness direction of the sapphire monocrystalline substrate, And a focus is placed on the substrate. 제1항에 있어서,
상기 금속막 제거 공정에 있어서는, 상기 툴로부터 상기 패턴이 있는 기판에 대하여 0.5N 이상 1.0N 이하의 하중을 부여하면서 상기 툴을 이동시켜, 상기 금속막을 제거하는 것을 특징으로 하는 패턴이 있는 기판의 분할 방법.The method according to claim 1,
Wherein in the metal film removing step, the metal film is removed by moving the tool while applying a load of not less than 0.5 N and not more than 1.0 N to the patterned substrate from the tool, Way. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 랜드와 상기 금속막 제거 공정에 있어서의 상기 툴의 상기 상대 이동 방향 전면(前面)과 이루는 각을 부착각으로 하고, 상기 랜드와 이에 연속한 상기 툴의 길이 방향 최하단면과 이루는 각을 랜드각으로 할 때, 상기 상대 이동 방향에 있어서의 랜드 길이가 1㎛ 이상 15㎛ 이하이고, 상기 부착각은 50° 이상 80° 이고, 랜드각은 10° 이상 20°인 것을 특징으로 하는 패턴이 있는 기판의 분할 방법.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein an angle formed by the land and the relative moving direction front face of the tool in the metal film removing step is an attaching angle and an angle formed between the land and the bottom surface in the longitudinal direction of the tool, , Wherein the land length in the relative movement direction is 1 占 퐉 or more and 15 占 퐉 or less, the attachment angle is 50 占 to 80 占 and the land angle is 10 占 to 20 占Lt; / RTI &gt;
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