KR20100031462A - 할단용 스크라이브선의 형성 방법 및 장치 - Google Patents

할단용 스크라이브선의 형성 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 과제는 에너지 흡수 효율이 낮은 비교적 투명한 기판이라도, 그것에 만들어진 디바이스 회로에 열적 손상을 주는 일 없이, 이것에 할단에 필요한 충분한 깊이의 스크라이브선을 형성하는 것으로서, 상기 과제를 해결하기 위한 해결 수단에 있어서, 레이저 발진기를 Q스위치 구동하여 얻어지는 펄스형상 레이저 빔을, 상기 기판과 상기 빔을 상대적으로 이동시킴에 의해, 상기 기판상의 할단 예정선상의 기판 단연을 일단으로 하는 소정 미소 구간에 한하여 조사하는 제 1의 스텝과, 레이저 발진기를 연속 구동하여 얻어지는 CW 레이저 빔을, 상기 기판과 상기 빔을 상대적으로 이동시킴에 의해, 상기 기판상에 설정되는 할단 예정선상의 한쪽의 기판 단연으로부터 다른쪽의 기판 단연에 이르는 전구간에 걸쳐서 조사하는 제 2의 스텝을 포함하여 구성된다.
할단, 스크라이브선

Description

할단용 스크라이브선의 형성 방법 및 장치{FORMING METHOD AND DEVICE OF SCRIBING-LINE FOR CUTTING}
본 발명은, 디바이스 회로가 만들어진 투명한 기판에, 레이저 발진기로부터 생성되는 소정 파장의 레이저 빔을 조사하면서, 기판과 빔을 상대적으로 이동시킴에 의해, 기판상에 기판 할단용(割斷用)의 스크라이브선을 형성하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
종래, 다수의 디바이스 회로가 종횡으로 만들어진 기판(웨이퍼)을 개개의 회로 칩으로 분단하기 위해서는, 기판상의 분단 예정선에 따라 미리 스크라이브선을 형성한 후, 익스팬더 등의 할단 장치를 이용하여, 스크라이브선에 따라 기판을 할단한다는 방법이 채용되고 있다.
이 때, 스크라이브선의 형성에 커터 등을 이용한 기계적 가공 방법을 채용하면, 파티클이 발생하여 후공정에 지장을 초래하기 때문에, 요즘, 레이저 발진기로부터 생성되는 소정 파장의 CW 레이저 빔을 조사하면서, 기판과 빔을 상대적으로 이동함에 의해, 기판상에 기판 할단용의 스크라이브선을 형성하는 방법이 채용되고 있다.
이와 같은 CW 레이저 빔을 사용한 할단용 스크라이브선의 형성 방법에서는, 기판 내부에 만들어진 디바이스 회로에 대한 열적 영향을 가능한 한 억제하면서, 할단에 필요하게 되는 소정 깊이의 스크라이브선을 확실하게 형성하여야 한다.
대상이 되는 기판이, 실리콘 웨이퍼 등과 같은 불투명한 기판인 경우, CW 레이저 빔에 대한 에너지 흡수 효율은 비교적 높기 때문에, 그다지 레이저 빔의 파워를 올리지 않고도, 할단에 필요한 소정 깊이의 스크라이브선을 용이하게 형성할 수 있다.
그러나, 대상이 되는 기판이, 예를 들면 사파이어 기판 등과 같은 투명도가 높은 기판인 경우, CW 레이저 빔에 대한 에너지 흡수 효율이 낮기 때문에, 레이저 빔의 파워를 상당히 높이지 않으면, 할단에 필요한 소정 깊이의 스크라이브선을 형성할 수가 없다. 그런데, 이와 같이 레이저 빔의 파워를 높이면, 기판 내부에 만들어진 디바이스 회로가 열적 영향을 받아 손상될 우려가 있다.
한편, 투명도가 비교적 높은 기판이라도, 레이저 발진기를 Q스위치 구동하여 얻어지는 펄스형상 레이저 빔을 사용하면, 레이저 빔 조사점의 주위에 주는 열적 영향을 극력 억제하면서, 스크라이브선을 형성할 수 있음이 알려져 있다(특허 문헌 1 참조).
(선행 기술 문헌 또는 특허 문헌)
특허 문헌 1 : 특개2004-114075호 공보
그러나, 상술한 펄스형상 레이저 빔을 사용하는 할단용 스크라이브선의 형성 방법에서도, 열적 영향은 극소화할 수가 있지만, 그 반면 충분한 깊이의 스크라이브선을 형성하기 위해서는, 역시 레이저 빔의 파워를 상당히 높여야 하고, 디바이스 회로에 대한 열적 영향을 고려하면, 결국, 충분한 깊이를 확보하는 것이 곤란해진다는 문제점이 있다.
본 발명은, 이와 같은 종래의 문제점에 착안하여 이루어진 것이고, 그 목적으로 하는 바는, 비교적 투명도가 높은 기판이라도, 그것에 만들어진 디바이스 회로에 대한 열적 영향을 최소로 멈추면서, 할단에 필요한 소정 깊이의 스크라이브선을 확실하게 형성하는 것이 가능한 할단용 스크라이브선의 형성 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적으로 하는 바는, 레이저 빔을 이용한 종전의 스크라이브선 형성 시스템에 대폭적인 변경을 주는 일 없이, 저비용으로 실현하는 것이 가능한 할단용 스크라이브선의 형성 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또다른 목적 및 작용 효과에 관해서는, 명세서의 이하의 기술을 참조함에 의해, 당업자라면 용이하게 이해될 것이다.
상술한 「발명이 해결하고자 하는 과제」는, 이하의 구성을 갖는 할단용 스크라이브선의 형성 방법에 의해 해결할 수 있는 것이라고 생각된다.
즉, 이 할단용 스크라이브선의 형성 방법은, 디바이스 회로가 만들어진 투명한 기판에, 레이저 발진기로부터 생성되는 소정 파장의 레이저 빔을 조사하면서, 기판과 빔을 상대적으로 이동시킴에 의해, 기판상에 기판 할단용의 스크라이브선을 형성하는 것으로서, 제 1의 스텝과 제 2의 스텝을 포함하는 것이다.
제 1의 스텝은, 레이저 발진기를 Q스위치 구동하여 얻어지는 펄스형상 레이저 빔을, 기판과 빔을 상대적으로 이동시킴에 의해, 상기 기판상에 설정된 할단 예정선상의 기판 단연(端緣)으로부터 소정 미소 구간에 한하여 조사하는 것이다.
제 2의 스텝은, 레이저 발진기를 연속 구동하여 얻어지는 CW 레이저 빔을, 기판과 빔을 상대적으로 이동시킴에 의해, 상기 기판상에 설정된 할단 예정선상의 기판 단연에 상당하는 일단부터 기판 단연에 상당하는 타단에 이르는 전구간(全區間)에 걸쳐서 조사하는 것이다.
여기서, 『디바이스 회로』란, 해당 기판에 조립된 디바이스를 구성하는 회로이고, 일반적으로는 집적 회로에 의해 구성된다. 또한, 액정 디스플레이상(上)의 유리 기판 등인 경우에는, 액정 디바이스 회로의 전극을 포함하는 각 회로 패턴이 이에 상당한다. 즉, 본 발명은, 사파이어 기판 등의 비교적 투명도가 높은 기판상에 만들어진 다수의 디바이스 회로를 개개의 칩으로 분단한다는 용도로 한하지 않고, 유리 기판상에 휴대 전화용의 액정 디스플레이 패턴을 다수 만든 후, 이것을 개개의 디스플레이 패턴으로 분할한다는 용도에도 응용하는 것이 가능하다.
또한, 『기판과 빔을 상대적으로 이동』한다는 것은, 빔 자체를 수진(首振) 주사하는 경우와, XY 스테이지를 통하여 기판측을 이동시키는 경우의 쌍방 및 그들 의 조합을 포함하는 것을 의미하고 있다.
이와 같은 할단용 스크라이브선의 형성 방법에 의하면, 제 1의 스텝을 실행함에 의해, 기판상에 설정된 할단 예정선상의 기판 단연으로부터 소정 미소 구간은, 순간적인 높은 첨두치(尖頭値) 에너지를 갖는 펄스형상 레이저 빔을 받아서, 그 표면이 순간적으로 파괴되고, 조면화되고, 비교적 얕은 일정한 영역은 다중반사에 의한 에너지 흡수가 생기기 쉬운 변성 영역이 된다. 계속해서, 제 2의 스텝이 실행되면, 상술한 변성 영역의 위에, CW 레이저 빔이 조사됨에 의해, 그 CW 레이저 빔의 에너지는 기판으로 효율 좋게 흡수되어 고온화함으로써, 레이저 빔의 이동과 함께, 상술한 미소 구간은 기판 재료의 용융화가 진행된다. 계속해서, 상술한 미소 구간으로부터 변성화되지 않은 기판 영역에 다다르면, 미소 구간에 인접하는 변성화되지 않은 기판 재료 부분에 대해서도, 인접 영역으로부터 전달되는 열에 의해 고온화 및 용융화가 야기되고, 이후 순차적으로 인접하는 영역이 일시에 눈사태처럼 용융화되어, 비교적으로 저(低)파워의 CW 레이저 빔이라도, 할단 예정선의 전구간에 걸쳐서 이것을 용융화시켜서, 스크라이브선을 구성하는 충분한 깊이의 홈을 형성할 수 있다.
그 때문에, 펄스형상 레이저 빔 그 자체는 기판 내부에 만들어진 디바이스 회로에 열적 영향을 주기 어려움에 더하여, CW 레이저 빔에 관해서도 비교적 저(低)에너지의 것을 사용할 수 있기 때문에, 대상이 되는 기판이 비교적 투명도가 높은 것이라도, 내부에 만들어진 디바이스 회로에 대한 열적 영향을 최소로 멈추면서, 할단에 필요한 소정 깊이의 스크라이브선을 확실하게 형성할 수 있다.
더하여, 이 할단용 스크라이브선의 형성 방법에 의하면, 2종류의 조사 양태를 갖는 레이저 빔을 사용하면서도, 각 양태의 레이저 빔은 단지 구동 방법이 다를 뿐이고, 발진기 그 자체의 기본적 구조는 동일하기 때문에, 종전의 시스템 구성을 대폭으로 변경하는 일 없이 이것을 저비용으로 실현하는 것이 가능해진다.
상술한 할단용 스크라이브선의 형성 방법에 있어서, 제 1의 스텝의 처리가, 기판상에 설정된 종횡의 할단 예정선에 따라, 레이저 빔의 광축을 종단 주사 또는 횡단 주사시키면서, 기판 외 영역으로부터 기판 내 영역으로 진입 직후의 소정 미소 구간에 한하여 펄스형상 레이저 빔을 기판에 조사하는 처리를 포함하고, 또한 제 2의 스텝의 처리가, 기판상에 설정된 종횡의 할단 예정선에 따라, 레이저 빔의 광축을 종단 주사 또는 횡단 주사시키면서, 기판 외 영역으로부터 기판 내 영역으로 진입하고 나서 기판 내 영역으로부터 기판 외 영역으로 퇴출하는데 이르는 전구간에 걸쳐서 CW 레이저 빔을 기판에 조사하는 처리를 포함하는 것이면, 비교적 투명도가 높은 웨이퍼상에 종횡으로 만들어진 다수의 디바이스 회로를, 개개의 회로 칩으로 분단한다는 용도에 있어서, 빔과 XY 스테이지의 주사를 조합시켜서, 효율 좋게 스크라이브선을 형성할 수 있다.
또한, 상술한 회로 칩 분할에 즈음하여, 본 발명자 등의 실험에 의하면, 투명 기판이 종횡으로 구획된 각 사각형 영역 내에 디바이스 회로가 만들어진 사파이어 기판일 때, 레이저 발진기가 YVO 레이저 발진기이면, 내부에 만들어진 디바이스 회로에 대한 열적 영향을 전혀 주는 일 없이, 할단에 필요한 깊이의 스크라이브선을 확실하게 형성할 수 있음이 확인되었다.
상술한 「발명이 해결하고자 하는 과제」는, 이하의 구성을 갖는 할단용 스크라이브선의 형성 장치에 의해 해결할 수 있는 것이라고 생각된다.
즉, 이 할단용 스크라이브선의 형성 장치는, 디바이스 회로가 만들어진 투명한 기판을 재치 고정하기 위한 XY 스테이지와, 레이저 발진기를 펄스 구동 또는 연속 구동함에 의해, 펄스형상 레이저 빔과 CW 레이저 빔의 어느 것인가를 택일적으로 출사 가능한 레이저 빔 발생 수단과, 상기 레이저 빔 발생 수단으로부터 발생하는 레이저 빔을 상기 XY 스테이지에 재치하여 고정된 기판에 대해 소정의 광축으로써 조사하기 위한 빔 도입 광학계와, 상기 XY 스테이지와 상기 광축을 상대적으로 이동시킴에 의해, 상기 기판상의 할단 예정선에 따르도록 광축을 상기 XY 스테이지상에서 이동시킬 때의 광축의 이동 경로를 설정하기 위한 경로 설정 수단과, 상기 기판상에 설정되는 할단 예정선에 따라, 기판 단연에 상당하는 일단부터 기판 단연에 상당하는 타단을 향하여 계측되어야 할 소정의 미소 거리를 설정하기 위한 미소 거리 설정 수단과, 상기 경로 설정 수단에서 설정된 광축의 이동 경로에 따라, 상기 광축이 이동하도록, 상기 XY 스테이지의 움직임을 제어하는 빔 이동 제어 수단과, 상기 빔 이동 제어 수단에 의해 상기 광축을 상기 설정 경로에 따라 이동시키고 있는 1회째의 주사에 있어서, 상기 레이저 빔 발생 수단으로부터 적절한 타이밍으로 펄스형상 레이저 빔을 출사시킴에 의해, 상기 기판상에 설정된 할단 예정선상의 기판 단연에 상당하는 일단부터, 상기 미소 거리 설정 수단에 설정된 미소 거리 구간에 한하여, 상기 기판상에 펄스형상 레이저 빔을 조사하는 제 1의 빔 조사 제어 수단과, 상기 빔 이동 제어 수단에 의해 상기 광축을 상기 설정 경로에 따라 이 동시키고 있는 2회째의 주사에 있어서, 상기 레이저 빔 발생 수단으로부터 적절한 타이밍으로 CW 레이저 빔을 출사시킴에 의해, 상기 기판상에 설정된 할단 예정선상의 기판 단연에 상당하는 일단부터 기판 단연에 상당하는 타단에 이르는 전구간에 한하여, 상기 기판상에 펄스형상 레이저 빔을 조사하는 제 2의 빔 조사 제어 수단을 포함하여 구성된다.
이와 같은 구성에 의하면, 광축의 이동 경로 및 기판 단연으로부터의 미소 거리만 설정하여 두면, 빔 이동 제어 수단, 제 1의 빔 조사 제어 수단, 및 제 2의 빔 조사 제어 수단의 작용에 의해, 할단에 필요한 소정 깊이의 스크라이브선을 기판상에 자동적으로 형성할 수 있다.
상술한 할단용 스크라이브선의 형성 장치에 있어서, 상기 제 1의 빔 조사 제어 수단은, 상기 광축이 기판 외 영역으로부터 기판 내 영역으로 이행하기 직전에 있어서, 상기 펄스형상 레이저 빔을 조사 시작함과 함께, 상기 광축이 상기 미소 구간을 통과하는 것을 기다려서, 상기 펄스형상 레이저 빔을 조사 정지하는 것이고, 또한 상기 제 2의 빔 조사 제어 수단은, 상기 광축이 기판 외 영역으로부터 기판 내 영역으로 이행하기 직전에 있어서, 상기 CW 레이저 빔을 조사 시작함과 함께, 상기 광축이 기판 내 영역으로부터 기판 외 영역으로 이행한 직후에 있어서, 상기 CW 레이저 빔을 조사 정지하는 것이라도 좋다.
이와 같은 구성에 의하면, 펄스형상 레이저 빔 및 CW 레이저 빔은, 할단용 스크라이브선의 형성에 필요하게 되는 기간 이외는 조사 정지로 유지되어 있기 때문에, 최소의 에너지 소비로, 필요한 할단용 스크라이브선을 생성할 수 있다.
또한, 상술한 회로 칩 분할에 즈음하여, 본 발명자 등의 실험에 의하면, 투명 기판이 종횡으로 구획된 각 사각형 영역 내에 디바이스 회로가 만들어진 사파이어 기판일 때, 레이저 발진기가 YVO 레이저 발진기이면, 내부에 만들어진 디바이스 회로에 대한 열적 영향을 전혀 주는 일 없이, 할단에 필요한 깊이의 스크라이브선을 확실하게 형성할 수 있음이 확인되었다.
본 발명의 할단용 스크라이브선의 형성 방법 및 장치에 의하면, 대상이 되는 기판이 비교적 투명도가 높은 기판이었다고 하여도, 이것에 만들어진 디바이스 회로에 대한 열적 영향을 최소로 멈추면서, 할단에 필요한 깊이를 갖는 스크라이브선을 확실하게 형성할 수 있고, 게다가 종래 시스템에 대해 경미한 변경을 가할 뿐, 이것을 저비용으로 실현할 수 있다.
이하에, 본 발명에 관한 할단용 스크라이브선의 형성 방법의 알맞는 실시의 한 형태를 첨부 도면을 참조하면서 상세히 설명한다. 또한, 말할 필요도 없는 것이지만, 이하에 설명하는 한 실시 형태는, 본 발명에 포함되는 실시 형태의 한 예를 나타내는 것에 지나지 않고, 본 발명이 미치는 범위는 특허청구의 범위의 구성에 의해 특정된다.
본 발명의 방법을 실시하기 위한 시스템 전체를 광학계를 중심으로 하여 도시하는 구성도가 도 1에 도시되어 있다. 동 도면에 도시되는 바와 같이, 이 시스템은, XY 스테이지 기구(1)와, 탑재물 받침대(載物臺)(2)와, 도입 광학계(3)와, 어테 뉴에이터(4)와, 레이저 발진기(5)와, 펄스 발생기(6)와, 발진기 제어 유닛(7)을 포함하여 구성된다.
XY 스테이지(1)는, 도면에서는 모식화하여 도시되어 있지만, 당업자에게는 잘 알려져 있는 바와 같이, X방향 구동 기구(1a)와 Y방향 구동 기구(1b)를 갖는 것으로, 그들의 구동 기구에 의해 탑재물 받침대(2)를 XY방향의 임의의 위치로 이동 가능하게 구성되어 있다. 또한, 이 예에서는, 탑재물 받침대(2)상의 소정 위치에는, 스크라이브선 형성의 대상이 되는 사파이어 기판(8)이 탑재 고정되어 있다. 당업자에게는 잘 알려져 있는 바와 같이, 기판의 고정에는 진공 흡착 장치 등을 이용할 수 있다.
레이저 발진기(5)는, 이 예에서는, 볼 수 없는 적외광(파장 1.064㎛)을 발하는 YVO 레이저가 채용되고 있다. 이 레이저 발진기(5)는, 펄스 발생기(6)로부터 주어지는 펄스열(列)의 양태에 따라, 제 1의 모드와 제 2의 모드로 이루어지는 2개의 구동 모드로 레이저 발진을 행하도록 구성되어 있다. 펄스 발생기(6)로부터의 펄스 발생 양태의 전환은, 발진기 제어 유닛(7)으로부터의 제어로 행하여진다.
즉, 발진기 제어 유닛(7)으로부터의 제어로, 펄스 발생기(6)로부터 제 1의 양태의 펄스열 신호가 레이저 발진기(5)로 보내지면, 레이저 발진기(5)로부터는, Q스위치 구동하여 얻어지는 펄스형상 레이저 빔이 출사된다. 이 펄스형상 레이저 빔의 펄스 간격은, 펄스 발생기(6)로부터 주어지는 펄스열에 의해 제어된다. 한편, 발진기 제어 유닛(7)으로부터의 제어에 의해, 펄스 발생기(6)로부터, 제 2의 양태의 펄스열이 레이저 발진기(5)에 주어지면, 레이저 발진기(5)로부터는, 연속 구동 에 의해 얻어진 CW 레이저 빔이 출사된다.
또한, Q스위치 구동에 의해 얻어지는 펄스형상 레이저 빔 및 연속 구동에 의해 얻어지는 CW 레이저 빔에 관해서는, 이런 종류의 기술 분야에서의 당업자에 있어서 주지이기 때문에, 그 상세에 관해서는 각종 공지 문헌에 맡기기로 한다.
레이저 발진기(5)로부터 출사되는 펄스형상 레이저 빔 또는 CW 레이저 빔은, 어테뉴에이터(4)에 의해 강도 조정된 후, 미러나 렌즈 등의 각종 광학 요소로 구성된 도입 광학계(3)를 경유하여, 사파이어 기판(8)상에 펄스형상 레이저 빔(31) 또는 CW 레이저 빔(32)으로서 조사된다.
Q스위치 발진 펄스 레이저의 주사 궤적의 설명도가 도 2에, CW 레이저의 주사 궤적의 설명도가 도 3에 각각 도시되어 있다.
도 2에 도시되는 바와 같이, 도입 광학계(3)로부터 출사되는 펄스형상 레이저 빔(31)은, 도면중 파선으로 도시되는 종방향 및 횡방향의 광축 이동 경로적(經路跡)(9)에 따라 주사된다. 또한, 도면중 파선으로 도시되는 광축 이동 경로(9)는, 어디까지나, 광축의 이동 경로를 나타내는 것이고, 레이저 빔 그 자체가 출사되고 있는지의 여부를 나타내는 것이 아니다. 후술하는 바와 같이, 레이저 빔이 출사하고 있는 영역은, 광축 이동 경로(9)를 나타내는 파선상에 굵은 실선 또는 가는 실선에 의해 도시된다.
사파이어 기판(8)은, 오리플라 부분(12)을 제외하고 진원형 윤곽을 갖는다. 그 내부 영역(8a)은 할단 예정선(도 3중, 기판 내의 가는 실선(9a, 9b)에 의해 도시된다)에 의해 종횡으로 구획되고, 각 사각형 영역(구획 영역)(8c)에는 목적으로 하는 디바이스 회로(도시 생략)가 만들어지고 있다. 즉, 도시한 예에서는, 예를 들면, 사파이어 기판(8)은 외경 6인치(150㎜)가 되고, 그 내부에는, 9개의 종방향 할단 예정선(9a)과 9개의 횡방향의 할단 예정선(9b)에 의해 다수의 사각형 영역(8c)이 구획되고, 그들 구획 내에 목적으로 하는 디바이스 회로가 만들어져 있는 것이다. 가장, 인접하는 디바이스 회로와 디바이스 회로 사이에는, 할단용의 할단대(割斷代)(도시 생략)가 마련되어 있고, 후술하는 스크라이브선의 형성은 이 할단대의 중심선에 따라 행하여지게 된다.
그리고, 본 발명의 제 1의 스텝에서는, 도면중 파선으로 도시되는 광축 이동 경로(9)에 따하, 좌우 단부에서 방향을 바꾸면서, 횡방향의 할단용 예정선(9b)에 따라 광축을 이동시키면서, 기판 외 영역(8b)으로3부터 기판 내 영역(8a)으로 진입한 직후의 소정 미소 구간(L)에 한하여, 도면중 굵은 실선으로 도시되는 펄스 레이저 조사선(10)과 같이, 펄스형상 레이저(31b)의 조사를 행하는 것이다.
횡방향의 할단 예정선(9b)의 전부에 대해, 펄스형상 레이저 빔(31)의 한정적 조사가 완료되었으면, 횡방향으로부터 종방향으로 방향을 바꾸고, 종방향의 할단 예정선(9a)에 따라, 광축을 이동시키면서, 기판 외 영역(8b)으로부터 기판 내 영역(8a)으로 진입한 직후의 소정 미소 구간(L)에 한하여, 펄스형상 레이저 빔(31)을 조사함에 의해, 도면중 굵은 실선으로 도시되는 펄스 레이저 조사선(10)을 형성하는 것이다.
그러면, 도 4(a)에 도시되는 바와 같이, 사파이어 기판(8)상에서, 펄스형상 레이저 빔(31)이 조사된 미소 구간(L)에 대해서는, 펄스 온 시의 급가열에 의한 용 융과 펄스 오프 시의 급냉각에 의한 고화로, 표면이 파괴되어 조면화(粗面化)함과 함께, 그 비교적 표층(表層)에 대해서도, 레이저 빔의 다중반사가 생기기 쉬운 변성 영역(81)이 된다. 또한, 도면에서, P1은 기판 외 영역(8b)에 있는 광축 위치, P2는 기판 내 영역(8a)에 있는 광축 위치이다.
재차, 도 3으로 되돌아와, 제 2의 스텝에서는, 도면중 파선으로 도시하는 예정되는 광축 이동 경로(9)에 따라, 제 1의 스텝과 마찬가지로 횡방향 및 종방향으로 광축을 이동시키면서, 기판 외 영역(8b)으로부터 기판 내 영역(8a)으로 진입한 후, 재차 기판 외 영역(8b)으로 퇴출하는데 이르는, 횡방향의 할단 예정선(9b) 및 종방향의 할단 예정선(9a)의 전구간에 걸쳐서, 도면중 세선(細線) 실선으로 도시되는 바와 같이, CW 레이저 빔(32)의 조사를 행한다.
이 때, CW 레이저 빔(32)의 강도는, 가령 펄스 레이저 조사선(10)이 존재하지 않는 경우, 단독 조사에 의해서는, 사파이어 기판(8)의 투명도가 높기 때문에, 충분히 에너지가 흡수되지 않고, 그 때문에, 할단에 필요한 충분한 깊이의 스크라이브선이 형성될 수 없을 정도의 비교적 저강도의 것으로 된다.
즉, 종전에는, 이와 같은 저강도의 파워의 CW 레이저 빔에 의해서는, 내부에 만들어진 디바이스 회로에의 영향은 회피할 수 있지만, 스크라이브선에 대해서는 할단에 필요한 충분한 깊이의 것을 얻을 수 없지만, 이 제 2의 스텝에서는, 기판 외 영역(8b)으로부터 기판 내 영역(8a)으로 진입한 직후, 그와 같은 비교적 저강도의 CW 레이저 빔은, 펄스 레이저 조사선(10)의 위에 조사되기 때문에, 레이저 빔의 에너지는 효율 좋게 기판에 흡수되고, 그 부분을 용융에 필요한 고온까지 승온시킨 다.
그러면, 도 4(b)에 도시되는 바와 같이, 미소 구간(L)에 존재하는 변성 영역(81)은 충분한 고온까지 승온됨과 함께, 그 하층에 위치하는 변성화되지 않은 영역과 함께 용융 및 수축하여, 할단용의 스크라이브선이 되는 홈영역(溝領域)(82)이 형성된다.
더하여, 이 변성 영역(81)뿐만 아니라, 이에 인접하는 사파이어 기판(8)은, 변성 영역(81)이 고온화됨에 의해, 그 열이 전달되어 일시에 눈사태처럼 용융화가 진행되어, 결과로서, 변성 영역(81)이 존재하지 않는 사파이어 기판(8)의 표면에 대해서도, 할단 예정선에 따라, 홈영역(82)이 진행하는 결과가 된다.
그리고, 기판 외 영역(8b)으로부터 기판 내 영역(8a)으로 광축이 진입할 때마다, 변성 영역(81)을 기점으로 하여 홈영역(82)이 연속적으로 형성됨으로써, 기판상에 마련된 종방향의 할단 예정선(9a) 및 횡방향의 할단 예정선(9b)의 전역에 걸쳐서, 할단에 필요한 충분한 깊이를 갖는 스크라이브선이, 기판(8)에 만들어진 디바이스 회로에 열적 손상을 주는 일 없이 확실하게 형성되게 되는 것이다.
이와 같이, 본 실시 형태에 의하면, 기판(8)상에 설정된 종횡의 할단 예정선(9a, 9b)에 따라, 레이저 빔의 광축을 종단 또는 횡단시키면서, 기판 외 영역(8b)으로부터 기판 내 영역(8a)으로 진입 직후의 소정 미소 구간(L)에 한하여 펄스형상 레이저 빔(31)을 기판(8)에 조사함과 함께, 동 할단 예정선에 따라, 레이저 빔의 광축을 종단 또는 횡단시키면서, 기판 외 영역(8b)으로부터 기판 내 영역(8a)으로 진입하고 나서 기판 외 영역(8b)으로 퇴출하는데 이르는 종방향의 할단 예정 선(9a) 또는 횡방향의 할단 예정선(9b)의 전구간에 걸쳐서 CW 레이저 빔을 기판에 조사하는 것이므로, 종횡으로 구획된 각 사각형 영역(8c) 내에 디바이스 회로가 만들어진 사파이어 기판(8)에 대해, 할단용의 스크라이브선을 YVO 레이저 발진기를 이용하여 형성하는 경우, 이것을 비교적 단시간이며 저비용으로 실현할 수 있다.
다음에, 본 발명의 방법을 실시하기 위한 장치의 한 예에 관해, 도 5 내지 도 8을 참조하면서 설명한다.
본 발명의 방법을 실시하기 위한 시스템 전체를 전기계(電氣系)를 중심으로 하여 도시하는 구성도가 도 5에 도시되어 있다. 동 도면에 도시되는 바와 같이, 이 시스템은, XY 스테이지 기구(도 1의 XY 스테이지 기구(1)에 상당한다)(101)와, 도입 광학계(도 1의 도입 광학계(3)에 상당한다)(103)와, 어테뉴에이터(도 1의 어테뉴에이터(4)에 상당한다)(104)와, 레이저 발진기(도 1의 레이저 발진기(5)에 상당한다)(105)와, 펄스 발진기(도 1의 펄스 발진기(6)에 상당한다)(106)와, 제어 유닛(107)과, 서보 유닛(112)과, 제어용 PC(111)를 포함하여 구성되어 있다.
XY 스테이지 기구(101)는, 도 1의 XY 스테이지 기구(1)와 마찬가지로, 도시하지 않지만, X방향 구동 기구, Y방향 구동 기구, 및 탑재물 받침대(θ 구동 기구를 포함한다)를 포함하고 있고, 각각의 기구는, 모터나 실린더 등으로 구성되는 X축 액추에이터(101a), Y축 액추에이터(101b), 및 θ축 액추에이터(101c)를 통하여 구동된다.
시스템의 전체는, 제어용 퍼스널 컴퓨터(PC)(111)에 의해 통괄 제어된다. 즉, XY 스테이지의 X방향 이동, Y방향 이동을 각각 가능하게 하는 X축 액추에이 터(101a), Y축 액추에이터(101b)의 동작은, 서보 드라이브 유닛(112)을 통하여 제어용 PC(111)에 의해 제어된다.
레이저 발진기(105)의 구동 모드(펄스 구동 또는 연속 구동)를 정하는 펄스 발진기(106)의 동작은, 제어 유닛(107) 및 제어용 PC 서포트(110)를 통하여 제어용 PC(111)에 의해 제어된다. 마찬가지로, 펄스 발진기(106)의 전원이 되는 레이저 전원(109)은, 제어 유닛(107) 및 제어용 PC 서포트(110)를 통하여 제어용 PC(111)에 의해 제어된다.
XY 스테이지의 X방향, Y방향, 및 θ방향의 이동은, 제 1 조작 테이블(操作卓)(107a)에 마련된 조작 버튼(「CENTER」, 「ALIGN」 등)의 조작에 의해, 수동으로도 제어도 가능하게 되어 있다. 또한, 탑재물 받침대를 덮는 보호 커버(도시 생략)의 개폐 동작을 관리하는 커버 개폐 구동 기구(113)는, 후술하는 바와 같이, 제 2 조작 테이블(107b)에 마련된 조작 버튼(「CLOSE」)의 조작에 의해, 수동으로도 개폐 제어 가능하게 되어 있다. 또한, 제 1 조작 테이블(107a)에는, 후술하는 바와 같이, 가공 프로세스의 기동을 지시하기 위한 조작 버튼(「START」)이 마련되어 있다.
시스템의 운전 시작에 앞서는 준비 단계에서, 제어용 PC(111)에 표시되는 설정용 화면의 설명도가 도 6에 도시되어 있다. 동 도면에 도시되는 바와 같이, 운전 준비로서 설정되는 정보로서는, 이 예에서는, 가공 대상이 되는 기판의 형상이나 사이즈에 관한 정보(「웨이퍼의 직경 X축」, 「웨이퍼의 직경 Y축」, 「오리플라 길이」), 광축의 이동 경로나 속도에 관한 정보(「칩 사이즈(가공 피치) X축」, 「 칩 사이즈(가공 피치) Y축」, 「가공 속도(Q-SW 펄스)」, 「가공 속도(CW 펄스)」, 「웨이퍼 가공 원점 X축」, 「웨이퍼 가공 원점 Y축」, 「가공 오버런량(量) X축」, 「가공 오버런량 Y축」), 및 기판상에 설정되는 할단 예정선에 따라, 기판 단연에 상당하는 일단부터 기판 단연에 상당하는 타단을 향하여 계측되어야 할 소정의 미소 거리에 관한 정보(「노치량」)가 포함되어 있다.
다음에, 본 발명에 관한 장치의 기판 1개당의 1회전 동작을 도시하는 플로우 차트가 도 7에 도시되어 있다.
동 도면에 도시되는 바와 같이, 1개의 기판에 관해, 소정의 할단용의 스크라이브선 가공을 행하는 경우에는, 우선, 워크(기판)(108)를 탑재물 받침대에 세트한 후(스텝 201), 제 2 조작 테이블(107b)의 「CLOSE」버튼을 누름으로써, 커버 개폐 구동 기구(113)의 작용을 통하여, 탑재물 받침대를 덮는 보호 커버를 닫는다(스텝 202).
계속해서, 제 1 조작 테이블(107a)의 「CENTER」버튼을 누름으로써, X축 액추에이터(101a), Y축 액추에이터(101b), 및 서보 드라이브 유닛(112)의 작용을 통하여, 워크 센터에 스테이지를 이동시킨다(스텝 203). 워크 센터에의 스테이지 이동에 즈음하여서는, 미리 설정된 정보(「웨이퍼 가공 원점 X축」, 「웨이퍼 가공 원점 Y축」)가 참조된다.
계속해서, 제 1 조작 테이블(107a)의 「ALIGN」버튼을 누름으로써, X축 액추에이터(101a)의 작용을 통하여, 스테이지를 X방향으로 몇회 왕복시키면서(스텝 204), 스크라이브 라인의 상하동(上下動)이 없어지도록, 제 1 조작 테이블(107a)의 스위치의 조작으로, θ축 액추에이터(101c)의 작용을 통하여, θ축 각도를 조제함으로써, 얼라인먼트 작업을 행한다(스텝 205).
이와 같이 하여, 얼라인먼트(조정)작업이 완료되었으면, 제 1 조작 테이블(107a)에 있는「START」버튼을 누름으로써, 할단용 스크라이브선의 가공 프로세스로 이행한다(스텝 206). 이 가공 프로세스는, 본 발명의 주요부이고, 후술하는 바와 같이, 1회째의 가공으로서 행하여지는 Q-SW 레이저에 의한 노치 가공(기판 단연에서의 미소 거리 가공)과 2회째의 가공으로서 행하여지는 CW 레이저에 의한 스크라이브 가공(한쪽의 기판 단연으로부터 다른쪽의 기판 단연에 이르는 전체 길이 가공)을 포함하고 있다.
여기서, 본 발명의 주요부인 가공 프로세스에 관해 상세히 설명한다. 가공 프로세스에서의 제어용 PC(111)의 처리 내용을 도시하는 플로우 차트가 도 8에 도시되어 있다.
동 도면에 도시되는 바와 같이, 「START」버튼을 누름으로써, 가공 시작 지령이 ON 된 것으로 판정되면(스텝 301, 302 YES), 설정 경로에의 광축 추종 주사 처리, 즉, 앞서 제어용 PC(111)에 설정된 가공 대상이 되는 기판의 형상이나 사이즈에 관한 정보(「웨이퍼의 직경 X축」, 「웨이퍼의 직경 Y축」, 「오리플라 길이」), 및 광축의 이동 경로나 속도에 관한 정보(「칩 사이즈(가공 피치) X축」, 「칩 사이즈(가공 피치) Y축」, 「가공 속도(Q-SW 펄스)」, 「가공 속도(CW 펄스)」, 「웨이퍼 가공 원점 X축」, 「웨이퍼 가공 원점 Y축」, 「가공 오버런량 X축」, 「가공 오버런량 Y축」)로 특정된 광축의 이동 경로(예를 들면, 도 2에 파선으로 도 시하는 광축 이동 경로(9))에 따라, 광축이 이동하도록, XY 스테이지의 움직임을, X축 액추에이터(101a), Y축 액추에이터(101b), 및 서보 드라이브 유닛(112)을 통하여 제어하는 빔 이동 제어 수단에 상당하는 처리가 실행된다(스텝 303).
동시에, 상술한 설정 경로에의 광축 추종 주사 처리(스텝 303)를 사이클릭으로 실행하면서, 그 사이에, 광축 위치가 기판 외 영역(8b)으로부터 기판 내 영역(8a)으로의 이행 직전에 달하였는지의 여부(스텝 304), 광축 위치가 앞서 설정된 정보(「노치량」)로 특정되는 미소 구간을 통과하였는지의 여부(스텝 308), 광축 위치가 기판 내 영역(8a)으로부터 기판 외 영역(8b)으로의 이행 직후에 달하였는지의 여부(스텝 311), 및 광축 위치가 경로(9)의 전체를 통과하였는지의 여부(스텝 314)가 판정된다.
또한, 이상의 판정 처리는, 앞서 제어용 PC(111)에 설정된 가공 대상이 되는 기판의 형상이나 사이즈에 관한 정보(「웨이퍼의 직경 X축」, 「웨이퍼의 직경 Y축」, 「오리플라 길이」), 광축의 이동 경로나 속도에 관한 정보(「칩 사이즈(가공 피치) X축」, 「칩 사이즈(가공 피치) Y축」, 「가공 속도(Q-SW 펄스)」, 「가공 속도(CW 펄스)」, 「웨이퍼 가공 원점 X축」, 「웨이퍼 가공 원점 Y축」, 「가공 오버런량 X축」, 「가공 오버런량 Y축」), 및 기판상에 설정되는 할단 예정선에 따라, 기판 단연에 상당하는 일단부터 기판 단연에 상당하는 타단을 향하여 계측되어야 할 소정의 미소 거리에 관한 정보(「노치량」)에 의거하여, 현재의 광축 위치와 기판 위치를 비교함에 의해 행하여진다.
이 상태에서, 광축 위치가 기판 외 영역(8b)으로부터 기판 내 영역(8a)으로 의 이행 직전에 달하였다고 판정되면(스텝 304 YES), 그 때의 경로 주사 회수가 1회째라는 것을 조건으로 하여(스텝 305, 1회째), 펄스 레이저의 조사가 시작된다(스텝 306). 이미 기술한 바와 같이, 이 펄스 레이저의 조사 시작은, 제어용 PC(111)의 제어하에 있어서, 제어 유닛(107)을 통하여, 레이저 전원(109) 및 펄스 발생기(106)를 소정의 모드로 동작시킴에 의해 행하여진다.
계속해서, 광축 위치가 앞서 설정된 정보(「노치량」)로 특정되는 미소 구간을 통과하였다고 판정되면(스텝 308 YES), 그 때의 경로 주사 회수가 1회째라는 것을 조건으로 하여(스텝 309, 1회째), 펄스 레이저의 조사가 정지된다(스텝 310). 이로써, 앞서 도 2를 참조하여 설명한 바와 같이, 기판(8)상에 설정되는 할단 예정선(9)상의 기판 단연(8d)의 부근에는, 미소 거리(L)로 이루어지는 펄스형상 레이저 조사선(노치선)(10)이 형성된다.
이후, 광축 위치가 기판 외 영역(8b)으로부터 기판 내 영역(8a)으로의 이행 직전에 달하였다고 판정될 때마다(스텝 304 YES), 그 때의 경로 주사 회수가 1회째라는 것을 조건으로 하여(스텝 305, 1회째), 펄스 레이저의 조사가 시작됨과(스텝 306) 함께, 광축 위치가 앞서 설정된 정보(「노치량」)로 특정되는 미소 구간을 통과하였다고 판정될 때마다(스텝 308 YES), 펄스 레이저의 조사가 정지되는(스텝 310) 결과, 도 2에 굵은 실선으로 도시되는 바와 같이, 가공 대상이 되는 기판(8)상에는, 미소 거리(L)를 갖는 펄스형상 레이저 조사선(노치선)(10)이 기판 단연(8d)에 인접하여 형성된다.
이상을 반복하는 사이에, 예정된 이동 경로(9)의 전부를 통과하였다고 판정 되면(스텝 314 YES), 이동 경로의 주사 회수가 1회째라는 것을 조건으로 하여(스텝 315, 1회째), 주사 회수를 1회째로부터 2회째로 전환한 후, (스텝 303)으로 되돌아와, 2회째의 광축 추종 주사가 시작된다.
2회째의 광축 추종 주사에서도, 광축 위치가 기판 외 영역(8b)으로부터 기판 내 영역(8a)으로의 이행 직전에 달하였는지의 여부(스텝 304), 광축 위치가 앞서 설정된 정보(「노치량」)로 특정되는 미소 구간을 통과하였는지의 여부(스텝 308), 광축 위치가 기판 내 영역(8a)으로부터 기판 외 영역(8b)으로의 이행 직후에 달하였는지의 여부(스텝 311), 및 광축 위치가 경로(9)의 전체를 통과하였는지의 여부(스텝 314)가 1회째와 마찬가지로 판정된다.
이 상태에서, 광축 위치가 기판 외 영역(8b)으로부터 기판 내 영역(8a)으로의 이행 직전에 달하였다고 판정되면(스텝 304 YES), 그 때의 경로 주사 회수가 2회째라는 것을 조건으로 하여(스텝 305, 2회째), CW 레이저의 조사가 시작된다(스텝 307). 이미 기술한 바와 같이, 이 CW 레이저의 조사 시작은, 제어용 PC(111)의 제어하에 있어서, 제어 유닛(107)을 통하여, 레이저 전원(109) 및 펄스 발생기(106)를 소정의 모드로 동작시킴에 의해 행하여진다.
이 2회째의 광축 추종 주사에서는, 광축이 미소 구간을 통과하여도(스텝 309 YES), CW 레이저의 조사는 계속됨에 대해(스텝 309, 2회째), 광축 위치가 기판 내 영역(8a)으로부터 기판 외 영역(8b)으로의 이행 직후에 달하였다고 판정되면(스텝 311 YES), 그 때의 경로 주사 회수가 2회째라는 것을 조건으로 하여(스텝 305, 2회째), CW 레이저의 조사는 정지된다(스텝 313).
이후, 광축 위치가 기판 외 영역(8b)으로부터 기판 내 영역(8a)으로의 이행 직전에 달하였다고 판정될 때마다(스텝 304 YES), 그 때의 경로 주사 회수가 2회째라는 것을 조건으로 하여(스텝 305, 2회째), CW 레이저의 조사가 시작됨과(스텝 307) 함께, 광축 위치가 기판 내 영역(8a)으로부터 기판 외 영역(8b)으로의 이행 직후에 달하였다고 판정되면(스텝 311 YES), 그 때의 경로 주사 회수가 2회째라는 것을 조건으로 하여(스텝 312, 2회째), CW 레이저의 조사는 정지되는(스텝 313) 결과, 도 2에 가는 실선으로 도시되는 바와 같이, 가공 대상이 되는 기판(8)상에는, CW 레이저 조사선(11)이, 한쪽의 기판 단연(8d)과 다른쪽의 기판 단연(8d) 사이의 전체 길이에 걸쳐서 형성된다.
이상을 반복하는 사이에, 예정된 이동 경로(9)의 전부를 통과하였다고 판정되면(스텝 314 YES), 이동 경로의 주사 회수가 2회째라는 것을 조건으로 하여(스텝 315, 2회째), 주사 회수를 2회째로부터 1회째로 전환한 후, 처리는 종료한다.
이상과 같이, 본 발명의 방법을 실시하기 위한 장치는, 디바이스 회로가 만들어진 투명한 기판을 재치 고정하기 위한 XY 스테이지(XY 스테이지 기구(101), X축 액추에이터(101a), Y축 액추에이터(101b) 등으로 구성)와, 레이저 발진기를 펄스 구동 또는 연속 구동함에 의해, 펄스형상 레이저 빔과 CW 레이저 빔의 어느 하나를 택일적으로 출사 가능한 레이저 빔 발생 수단(어테뉴에이터(104), 레이저 발진기(105), 펄스 발진기(106), 제어 유닛(107), 레이저 전원(109) 등으로 구성)과, 상기 레이저 빔 발생 수단으로부터 발생하는 레이저 빔을 상기 XY 스테이지에 재치하여 고정된 기판에 대해 소정의 광축으로써 조사하기 위한 빔 도입 광학계(도입 광학계(103) 등으로 구성)와, 상기 XY 스테이지와 상기 광축을 상대적으로 이동시킴에 의해, 상기 기판상의 할단 예정선에 따르도록 광축을 상기 XY 스테이지상에서 이동시킬 때의 광축의 이동 경로를 설정하기 위한 경로 설정 수단(제어용 PC(111) 등으로 구성)과, 상기 기판상에 설정되는 할단 예정선에 따라, 기판 단연에 상당하는 일단부터 기판 단연에 상당하는 타단을 향하여 계측되어야 할 소정의 미소 거리를 설정하기 위한 미소 거리 설정 수단(제어용 PC(111) 등으로 구성)과, 상기 경로 설정 수단에서 설정된 광축의 이동 경로에 따라, 상기 광축이 이동하도록, 상기 XY 스테이지의 움직임을 제어하는 빔 이동 제어 수단(스텝 303, X축 액추에이터(101a), Y축 액추에이터(101b) 등으로 구성)과, 상기 빔 이동 제어 수단에 의해 상기 광축을 상기 설정 경로에 따라 이동시키고 있는 1회째의 주사에 있어서, 상기 레이저 빔 발생 수단으로부터 적절한 타이밍으로 펄스형상 레이저 빔을 출사시킴에 의해, 상기 기판상에 설정된 할단 예정선상의 기판 단연에 상당하는 일단부터, 상기 미소 거리 설정 수단에 설정된 미소 거리 구간에 한하여, 상기 기판상에 펄스형상 레이저 빔을 조사하는 제 1의 빔 조사 제어 수단(스텝 304 내지 306, 스텝 308 내지 310 등으로 구성)과, 상기 빔 이동 제어 수단에 의해 상기 광축을 상기 설정 경로에 따라 이동시키고 있는 2회째의 주사에 있어서, 상기 레이저 빔 발생 수단으로부터 적절한 타이밍으로 CW 레이저 빔을 출사시킴에 의해, 상기 기판상에 설정된 할단 예정선상의 기판 단연에 상당하는 일단부터 기판 단연에 상당하는 타단에 이르는 전구간에 한하여, 상기 기판상에 CW 레이저 빔을 조사하는 제 2의 빔 조사 제어 수단(스텝 304, 305, 307, 스텝 311 내지 313 등으로 구성)을 구비하는 것이다.
그리고, 이와 같은 구성에 의하면, 광축의 이동 경로 및 기판 단연으로부터의 미소 거리만 설정하여 두면, 빔 이동 제어 수단, 제 1의 빔 조사 제어 수단, 및 제 2의 빔 조사 제어 수단의 작용에 의해, 할단에 필요한 소정 깊이의 스크라이브선을 기판상에 자동적으로 형성할 수 있다.
게다가, 상술한 할단용 스크라이브선의 형성 장치에서는, 상기 제 1의 빔 조사 제어 수단은, 상기 광축이 기판 외 영역으로부터 기판 내 영역으로 이행하기 직전에 있어서, 상기 펄스형상 레이저 빔을 조사 시작함과 함께, 상기 광축이 상기 미소 구간을 통과하는 것을 기다려서, 상기 펄스형상 레이저 빔을 조사 정지하는 것이고, 또한 상기 제 2의 빔 조사 제어 수단은, 상기 광축이 기판 외 영역으로부터 기판 내 영역으로 이행하기 직전에 있어서, 상기 CW 레이저 빔을 조사 시작함과 함께, 상기 광축이 기판 내 영역으로부터 기판 외 영역으로 이행한 직후에 있어서, 상기 CW 레이저 빔을 조사 정지하는 것이기 때문에, 펄스형상 레이저 빔 및 CW 레이저 빔은, 할단용 스크라이브선의 형성에 필요하게 되는 기간 이외는 조사 정지로 유지되어 있기 때문에, 최소의 에너지 소비로, 필요한 할단용 스크라이브선을 생성할 수 있는 이점도 있다.
[실시예]
본 발명자 등의 실험에 의하면, 제 1의 스텝(펄스형상 레이저 조사선(10)의 형성)에서의 XY 스테이지 기구에 의한 광축의 이동 속도를 100㎜/s, 펄스형상 레이저 빔(31)의 출력을 20W(반복 주파수 50kHz), 제 2의 스텝(CW 레이저 조사선(11)의 형성)에서의 XY 스테이지 기구에 의한 광축의 이동 속도를 40㎜/s, CW 레이저의 출 력을 20W로 하였을 때, 240 내지 260㎛의 깊이를 갖는 스크라이브선을 얻을 수가 있었다. 종래의 단일 발진 방법의 레이저(CW 레이저)만을 이용하는 방법에 의해 얻어진 스크라이브선의 깊이가 50㎛ 전후였음을 고려하면, 본 발명에서는, 종전의 것에 비하여 4 내지 5배 정도의 스크라이브선 깊이를 획득할 수 있음이 확인되었다.
산업상의 이용 가능성
본 발명에 관한 할단용 스크라이브선의 형성 방법에 의하면, 디바이스 회로가 만들어진 투명한 기판(예를 들면, 사파이어 기판, 액정 유리 기판) 등에 대해, 그들의 디바이스 회로에 대한 열적 영향을 최소로 멈추면서, 이것에 할단에 필요한 충분한 깊이를 갖는 스크라이브선을 형성할 수 있고, 게다가 종전의 시스템을 대폭으로 변경하는 일 없이 이것을 저비용으로 실현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 방법을 실시하기 위한 시스템 전체를 광학계를 중심으로 하여 도시하는 구성도.
도 2는 Q스위치 발진 펄스 레이저의 주사 궤적의 설명도.
도 3은 CW 레이저의 주사 궤적의 설명도.
도 4는 본 발명의 방법을 설명하기 위한 공정도.
도 5는 본 발명의 방법을 실시하기 위한 시스템 전체를 전기계(電氣系)를 중심으로 하여 도시하는 구성도.
도 6은 제어용 PC에서의 설정용 화면의 설명도.
도 7은 본 발명에 관한 장치의 기판 1개당의 1회전 동작을 도시하는 플로우 차트.
도 8은 가공 프로세스에서의 제어용 PC의 처리 내용을 도시하는 플로우 차트.
(부호의 설명)
1 : XY 스테이지 기구 2 : 탑재물 받침대
3 : 도입 광학계 4 : 어테뉴에이터
5 : 레이저 발진기 6 : 펄스 발생기
7 : 발진기 제어 유닛 8 : 사파이어 기판
8a : 기판 내 영역 8b : 기판 외 영역
8c : 사각형 영역 8d : 기판 단연
9 : 광축 이동 경로 9a : 종방향의 할단 예정선
9b : 횡방향의 할단 예정선 10 : 펄스 레이저 조사선
11 : CW 레이저 조사선 12 : 오리플라 부분
31 : 펄스형상 레이저 빔 32 : CW 레이저 빔
81 : 변성 영역 82 : 홈영역
101 : XY 스테이지 기구 101a : X축 액추에이터
101b : Y축 액추에이터 101c : θ축 액추에이터
103 : 도입 광학계 104 : 어테뉴에이터
105 : 레이저 발진기 106 : 펄스 발진기
107 : 제어 유닛 108 : 기판
109 : 레이저 전원 110 : 제어용 PC 서포트
111 : 제어용 PC 112 : 서보 드라이브 유닛
113 : 커버 개폐 구동 기구 L : 미소 구간

Claims (6)

  1. 디바이스 회로가 만들어진 투명한 기판에, 레이저 발진기로부터 생성되는 소정 파장의 레이저 빔을 조사하면서, 상기 기판과 상기 빔을 상대적으로 이동시킴에 의해, 상기 기판상에 기판 할단용의 스크라이브선을 형성하는 방법으로서,
    상기 레이저 발진기를 Q스위치 구동하여 얻어지는 펄스형상 레이저 빔을, 상기 기판과 상기 빔을 상대적으로 이동시킴에 의해, 상기 기판상에 설정된 할단 예정선상의 기판 단연으로부터 소정 미소 구간에 한하여 조사하는 제 1의 스텝과,
    상기 레이저 발진기를 연속 구동하여 얻어지는 CW 레이저 빔을, 상기 기판과 상기 빔을 상대적으로 이동시킴에 의해, 상기 기판상에 설정된 할단 예정선상의 한쪽의 기판 단연으로부터 다른쪽의 기판 단연에 이르는 전구간에 걸쳐서 조사하는 제 2의 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 할단용 스크라이브선의 형성 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1의 스텝의 처리가, 상기 기판상에 설정된 종횡의 할단 예정선에 따라, 레이저 빔의 광축을 종단 주사 또는 횡단 주사시키면서, 기판 외 영역으로부터 기판 내 영역으로 진입 직후의 소정 미소 구간에 한하여 펄스형상 레이저 빔을 기판에 조사하는 처리를 포함하고, 또한
    상기 제 2의 스텝의 처리가, 상기 기판상에 설정된 종횡의 할단 예정선에 따라, 레이저 빔의 광축을 종단 주사 또는 횡단 주사시키면서, 기판 외 영역으로부터 기판 내 영역으로 진입하고 나서 기판 내 영역으로부터 기판 외 영역으로 퇴출하는데 이르는 전구간에 걸쳐서 CW 레이저 빔을 기판에 조사하는 처리를 포함하는 것을 특징으로 하는 할단용 스크라이브선의 형성 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 투명 기판이, 종횡의 할단 예정선에 의해 구획되어 이루어지는 각 사각형 영역 내에 디바이스 회로가 만들어진 사파이어 기판이고, 또한 상기 레이저 발진기가 YVO 레이저 발진기인 것을 특징으로 하는 할단용 스크라이브선의 형성 방법.
  4. 디바이스 회로가 만들어진 투명한 기판을 재치 고정하기 위한 XY 스테이지와,
    레이저 발진기를 펄스 구동 또는 연속 구동함에 의해, 펄스형상 레이저 빔과 CW 레이저 빔의 어느 하나를 택일적으로 출사 가능한 레이저 빔 발생 수단과,
    상기 레이저 빔 발생 수단으로부터 발생하는 레이저 빔을 상기 XY 스테이지에 재치하여 고정된 기판에 대해 소정의 광축으로써 조사하기 위한 빔 도입 광학계와,
    상기 XY 스테이지와 상기 광축을 상대적으로 이동시킴에 의해, 상기 기판상의 할단 예정선에 따르도록 광축을 상기 XY 스테이지상에서 이동시킬 때의 광축의 이동 경로를 설정하기 위한 경로 설정 수단과,
    상기 기판상에 설정되는 할단 예정선에 따라, 기판 단연에 상당하는 일단부터 기판 단연에 상당하는 타단을 향하여 계측되어야 할 소정의 미소 거리를 설정하기 위한 미소 거리 설정 수단과,
    상기 경로 설정 수단에서 설정된 광축의 이동 경로에 따라, 상기 광축이 이동하도록, 상기 XY 스테이지의 움직임을 제어하는 빔 이동 제어 수단과,
    상기 빔 이동 제어 수단에 의해 상기 광축을 상기 설정 경로에 따라 이동시키고 있는 1회째의 주사에 있어서, 상기 레이저 빔 발생 수단으로부터 적절한 타이밍으로 펄스형상 레이저 빔을 출사시킴에 의해, 상기 기판상에 설정된 할단 예정선상의 기판 단연에 상당하는 일단부터, 상기 미소 거리 설정 수단에 설정된 미소 거리 구간에 한하여, 상기 기판상에 펄스형상 레이저 빔을 조사하는 제 1의 빔 조사 제어 수단과,
    상기 빔 이동 제어 수단에 의해 상기 광축을 상기 설정 경로에 따라 이동시키고 있는 2회째의 주사에 있어서, 상기 레이저 빔 발생 수단으로부터 적절한 타이밍으로 CW 레이저 빔을 출사시킴에 의해, 상기 기판상에 설정된 할단 예정선상의 기판 단연에 상당하는 일단부터 기판 단연에 상당하는 타단에 이르는 전구간에 한하여, 상기 기판상에 CW 레이저 빔을 조사하는 제 2의 빔 조사 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 할단용 스크라이브선의 형성 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제 1의 빔 조사 제어 수단은, 상기 광축이 기판 외 영역으로부터 기판 내 영역으로 이행하기 직전에 있어서, 상기 펄스형상 레이저 빔을 조사 시작함과 함께, 상기 광축이 상기 미소 구간을 통과하는 것을 기다려서, 상기 펄스형상 레이저 빔을 조사 정지하는 것이고, 또한
    상기 제 2의 빔 조사 제어 수단은, 상기 광축이 기판 외 영역으로부터 기판 내 영역으로 이행하기 직전에 있어서, 상기 CW 레이저 빔을 조사 시작함과 함께, 상기 광축이 기판 내 영역으로부터 기판 외 영역으로 이행한 직후에 있어서, 상기 CW 레이저 빔을 조사 정지하는 것을 특징으로 하는 할단용 스크라이브선의 형성 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 투명 기판이, 종횡의 할단 예정선에 의해 구획되어 이루어지는 각 사각형 영역 내에 디바이스 회로가 만들어진 사파이어 기판이고, 또한 상기 레이저 발진기가 YVO 레이저 발진기인 것을 특징으로 하는 할단용 스크라이브선의 형성 장치.
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