KR20140007058A

KR20140007058A - 레이저 다이싱 방법

Info

Publication number: KR20140007058A
Application number: KR1020130078704A
Authority: KR
Inventors: 쇼오이치 사토오
Original assignee: 도시바 기카이 가부시키가이샤
Priority date: 2012-07-06
Filing date: 2013-07-05
Publication date: 2014-01-16
Also published as: TW201417927A; CN103521932A; TWI533963B; US9283639B2; JP2014014825A; KR101505308B1; JP5596750B2; US20140008338A1; CN103521932B

Abstract

본 발명은 피가공 기판으로의 펄스 레이저 빔의 조사와 비조사를, 클록 신호에 동기하고, 펄스 피커를 사용하여 펄스 레이저 빔의 통과와 차단을 제어함으로써, 광펄스 단위로 전환하고, 피가공 기판에 기판 표면에 도달하는 크랙을, 크랙이 피가공 기판 표면에 있어서 연속하도록 형성하는 레이저 다이싱 방법이며, 피가공 기판에 대해 펄스 레이저 빔을 제1 직선을 따라서 조사하는 제1 크랙 형성 스텝과, 피가공 기판에 대해 펄스 레이저 빔을 제1 직선에 직교하는 제2 직선을 따라서 조사하는 제2 크랙 형성 스텝을 갖고, 제1 직선과 제2 직선이 교차하는 영역에 있어서, 제1 크랙 형성 스텝 또는 제2 크랙 형성 스텝에서, 펄스 레이저 빔의 광펄스 밀도를 증가시키는 레이저 다이싱 방법이다.

Description

레이저 다이싱 방법 {LASER DICING METHOD}

본 발명은 2012년 7월 6일자로 출원된 일본특허출원번호 제2012-152237호에 기초하고 그 우선권을 주장하며, 그 전체 문헌이 참조로 본원에 통합된다.

본 발명은 펄스 레이저 빔을 사용하는 레이저 다이싱 방법에 관한 것이다.

반도체 기판의 다이싱에 펄스 레이저 빔을 사용하는 방법이 JP3867107에 개시되어 있다. JP3867107의 방법은 펄스 레이저 빔에 의해 발생하는 광학적 손상에 의해 가공 대상물의 내부에 개질 영역을 형성한다. 그리고, 이 개질 영역을 기점으로 하여 가공 대상물을 커팅한다.

종래의 기술에서는 펄스 레이저 빔의 에너지, 스폿 직경, 펄스 레이저 빔과 가공 대상물의 상대 이동 속도 등을 파라미터로 하여 개질 영역의 형성을 제어하고 있다.

다이싱에는 커팅부의 높은 직선성이 요구된다. 예를 들어, 지그재그 형상으로밖에 커팅되지 않는 것으로 하면, 가공 대상물에 형성되는 반도체 소자에 다이싱의 영향 및 소자 특성이 열화되거나, 다이싱 라인의 폭을 넓게 취할 필요가 생겨, 기판 상에 형성할 수 있는 소자수가 감소되는 등의 문제가 생긴다.

본 발명의 일 형태의 레이저 다이싱 방법은, 피가공 기판을 스테이지에 적재하고, 클록 신호를 발생하고, 상기 클록 신호에 동기한 펄스 레이저 빔을 출사하고, 상기 피가공 기판과 상기 펄스 레이저 빔을 상대적으로 이동시키고, 상기 피가공 기판으로의 상기 펄스 레이저 빔의 조사와 비조사를, 상기 클록 신호에 동기하고, 펄스 피커를 사용하여 상기 펄스 레이저 빔의 통과와 차단을 제어함으로써, 광펄스 단위로 전환하고, 상기 피가공 기판에 기판 표면에 도달하는 크랙을, 상기 펄스 레이저 빔의 조사 에너지, 상기 펄스 레이저 빔의 가공점 깊이 및 상기 펄스 레이저 빔의 조사 영역 및 비조사 영역의 길이를 제어함으로써, 상기 크랙이 상기 피가공 기판 표면에 있어서 연속하도록 형성하는 레이저 다이싱 방법이며, 상기 피가공 기판에 대해 펄스 레이저 빔을 제1 직선을 따라서 조사하는 제1 크랙 형성 스텝과, 상기 피가공 기판에 대해 펄스 레이저 빔을 상기 제1 직선에 직교하는 제2 직선을 따라서 조사하는 제2 크랙 형성 스텝을 갖고, 상기 제1 직선과 상기 제2 직선이 교차하는 영역에 있어서, 상기 제1 크랙 형성 스텝 또는 상기 제2 크랙 형성 스텝에서, 펄스 레이저 빔의 광펄스 밀도를 증가시키는 것을 특징으로 한다.

상기 형태의 방법에 있어서, 상기 제1 또는 제2 크랙 형성 스텝에 있어서, 펄스 레이저 빔의 광펄스 밀도를 증가시키는 개소의 정보를 구비하는 조사 제어 신호를 발생하고, 상기 조사 제어 신호를 사용하여, 상기 제1 직선과 상기 제2 직선이 교차하는 영역에 있어서의 광펄스 밀도를 증가시키는 것이 바람직하다.

상기 형태의 방법에 있어서, 상기 크랙이 상기 피가공 기판 표면에 있어서 대략 직선적으로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 형태의 방법에 있어서, 상기 피가공 기판의 위치와 상기 펄스 피커의 동작 개시 위치가 동기하는 것이 바람직하다.

상기 형태의 방법에 있어서, 상기 피가공 기판이 사파이어 기판, 수정 기판, 또는 글래스 기판을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 펄스 레이저 빔의 조사 조건을 최적화함으로써, 우수한 커팅 특성을 실현하는 레이저 다이싱 방법을 제공하는 것이 가능해진다.

도 1은 실시 형태의 레이저 다이싱 방법에서 사용되는 레이저 다이싱 장치의 일례를 도시하는 개략 구성도.
도 2는 실시 형태의 레이저 다이싱 방법의 공정 흐름도.
도 3은 실시 형태의 레이저 다이싱 방법의 설명도.
도 4는 실시 형태의 LED의 일례를 도시하는 단면도.
도 5a-도 5b는 레이저 다이싱 방법의 문제점을 설명하는 도면.
도 6a-도 6b는 실시 형태의 레이저 다이싱 방법의 설명도.
도 7은 실시 형태의 레이저 다이싱 방법의 작용을 도시하는 도면.
도 8은 실시 형태의 레이저 다이싱 방법의 타이밍 제어를 설명하는 도면.
도 9는 실시 형태의 레이저 다이싱 방법의 펄스 피커 동작과 변조 펄스 레이저 빔 PL2의 타이밍을 도시하는 도면.
도 10은 실시 형태의 레이저 다이싱 방법의 조사 패턴의 설명도.
도 11은 실시 형태의 크랙 형성 스텝에 있어서의 사파이어 기판 상에 조사되는 조사 패턴을 도시하는 상면도.
도 12는 도 11의 AA 단면도.
도 13a-도 13d는 실시 형태의 작용의 설명도.
도 14는 실시 형태의 스테이지 이동과 다이싱 가공의 관계를 설명하는 도면.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 본 명세서 중, 가공점이라 함은, 펄스 레이저 빔의 피가공 기판 내에서의 집광 위치(초점 위치) 근방의 점으로, 피가공 기판의 개질 정도가 깊이 방향에서 최대가 되는 점을 의미한다. 그리고, 가공점 깊이라 함은, 펄스 레이저 빔의 가공점의 피가공 기판 표면으로부터의 깊이를 의미하는 것으로 한다.

또한, 본 명세서 중, 광펄스 밀도라 함은, 광펄스 단위로 펄스 레이저 빔의 조사와 비조사를 반복할 때에, 주사선 상에 있어서의 조사광 펄스수의 밀도를 의미하는 것으로 한다.

실시 형태의 레이저 다이싱 방법은 피가공 기판을 스테이지에 적재하고, 클록 신호를 발생하고, 클록 신호에 동기한 펄스 레이저 빔을 출사하고, 피가공 기판과 펄스 레이저 빔을 상대적으로 이동시키고, 피가공 기판으로의 펄스 레이저 빔의 조사와 비조사를, 클록 신호에 동기하고, 펄스 피커를 사용하여 펄스 레이저 빔의 통과와 차단을 제어함으로써, 광펄스 단위로 전환하고, 피가공 기판에 기판 표면에 도달하는 크랙을, 펄스 레이저 빔의 조사 에너지, 펄스 레이저 빔의 가공점 깊이 및 펄스 레이저 빔의 조사 영역 및 비조사 영역의 길이를 제어함으로써, 크랙이 피가공 기판 표면에 있어서 연속하도록 형성하는 레이저 다이싱 방법이다. 그리고, 피가공 기판에 대해 펄스 레이저 빔을 제1 직선을 따라서 조사하는 제1 크랙 형성 스텝과, 피가공 기판에 대해 펄스 레이저 빔을 제1 직선에 직교하는 제2 직선을 따라서 조사하는 제2 크랙 형성 스텝을 갖는다. 그리고, 제1 직선과 제2 직선이 교차하는 영역에 있어서, 제1 크랙 형성 스텝 또는 제2 크랙 형성 스텝에서, 펄스 레이저 빔의 광펄스 밀도를 증가시킨다.

상기 구성에 의해, 피가공 기판에 대해, 우수한 커팅 특성을 실현하는 레이저 다이싱 방법을 제공하는 것이 가능해진다. 여기서, 우수한 커팅 특성이라 함은, (1) 커팅부가 직선성이 양호하게 커팅되는 것, (2) 공정이 간략한 것, (3) 다이싱한 소자의 수율이 향상되도록 작은 커팅력으로 커팅할 수 있는 것 등을 들 수 있다. 특히, 피가공 기판 상에 형성되는 소자의 다이싱 라인의 교점, 즉 펄스 레이저 빔의 주사가 교차하는 영역에 있어서, 직선성이 낮은, 예를 들어 지그재그 형상의 커팅부가 발생하는 것을 억제하는 것이 가능해진다.

또한, 피가공 기판 표면에 있어서 연속하는 크랙을 형성함으로써, 특히 사파이어 기판과 같이 경질인 기판의 다이싱이 용이해진다. 또한, 좁은 다이싱 폭에서의 다이싱이 실현된다.

상기 레이저 다이싱 방법을 실현하는 실시 형태의 레이저 다이싱 장치는 피가공 기판을 적재 가능한 스테이지와, 클록 신호를 발생하는 기준 클록 발진 회로와, 펄스 레이저 빔을 출사하는 레이저 발진기와, 펄스 레이저 빔을 클록 신호에 동기시키는 레이저 발진기 제어부와, 레이저 발진기와 스테이지 사이의 광로에 설치되어, 펄스 레이저 빔의 피가공 기판으로의 조사와 비조사를 전환하는 펄스 피커와, 클록 신호에 동기하고, 광펄스 단위로 펄스 레이저 빔의 펄스 피커에 있어서의 통과와 차단을 제어하는 펄스 피커 제어부를 구비한다.

도 1은 실시 형태의 레이저 다이싱 장치의 일례를 도시하는 개략 구성도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 실시 형태의 레이저 다이싱 장치(10)는, 그 주요한 구성으로서, 레이저 발진기(12), 펄스 피커(14), 빔 정형기(16), 집광 렌즈(18), XYZ 스테이지부(20), 레이저 발진기 제어부(22), 펄스 피커 제어부(24), 조사 제어부(25) 및 가공 제어부(26)를 구비하고 있다. 가공 제어부(26)에는 원하는 클록 신호 S1을 발생하는 기준 클록 발진 회로(28) 및 가공 테이블부(30)가 구비되어 있다.

레이저 발진기(12)는 기준 클록 발진 회로(28)에서 발생하는 클록 신호 S1에 동기한 주기 Tc의 펄스 레이저 빔 PL1을 출사하도록 구성되어 있다. 조사 펄스광의 강도는 가우시안 분포를 나타낸다. 클록 신호 S1은 레이저 다이싱 가공의 제어에 사용되는 가공 제어용 클록 신호이다.

여기서 레이저 발진기(12)로부터 출사되는 레이저 파장은 피가공 기판에 대해 투과성의 파장을 사용한다. 레이저로서는, Nd:YAG 레이저, Nd:YVO₄ 레이저, Nd:YLF 레이저 등을 사용할 수 있다.

펄스 피커(14)는 레이저 발진기(12)와 집광 렌즈(18) 사이의 광로에 설치된다. 그리고, 클록 신호 S1에 동기하여 펄스 레이저 빔 PL1의 통과와 차단(온/오프)을 전환함으로써 피가공 기판으로의 펄스 레이저 빔 PL1의 조사와 비조사를, 광펄스수 단위로 전환하도록 구성되어 있다. 이와 같이, 펄스 피커(14)의 동작에 의해 펄스 레이저 빔 PL1은 피가공 기판의 가공을 위해 온/오프가 제어되어, 변조된 변조 펄스 레이저 빔 PL2로 된다.

펄스 피커(14)는, 예를 들어 음향 광학 소자(AOM)로 구성되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 예를 들어 라만 회절형의 전기 광학 소자(EOM)를 사용해도 상관없다.

빔 정형기(16)는 입사한 펄스 레이저 빔 PL2를 원하는 형상으로 정형된 펄스 레이저 빔 PL3으로 한다. 예를 들어, 빔 직경을 일정한 배율로 확대하는 빔 익스팬더이다. 또한, 예를 들어, 빔 단면의 광강도 분포를 균일하게 하는 호모지나이저와 같은 광학 소자가 구비되어 있어도 된다. 또한, 예를 들어 빔 단면을 원형으로 하는 소자나, 빔을 원편광으로 하는 광학 소자가 구비되어 있어도 상관없다.

집광 렌즈(18)는 빔 정형기(16)에서 정형된 펄스 레이저 빔 PL3을 집광하여, XYZ 스테이지부(20) 상에 적재되는 피가공 기판(W), 예를 들어 LED가 형성되는 사파이어 기판에 펄스 레이저 빔 PL4를 조사하도록 구성되어 있다.

XYZ 스테이지부(20)는 피가공 기판(W)을 적재 가능하고, XYZ 방향으로 자유롭게 이동할 수 있는 XYZ 스테이지(이후, 단순히 스테이지라고도 함), 그 구동 기구부, 스테이지의 위치를 계측하는, 예를 들어 레이저 간섭계를 가진 위치 센서 등을 구비하고 있다. 여기서, XYZ 스테이지는 그 위치 결정 정밀도 및 이동 오차가 서브 마이크론의 범위의 고정밀도로 되도록 구성되어 있다. 그리고, Z방향으로 이동시킴으로써 펄스 레이저 빔의 초점 위치를 피가공 기판(W)에 대해 조정하여, 가공점 깊이를 제어하는 것이 가능하다.

가공 제어부(26)는 레이저 다이싱 장치(10)에 의한 가공을 전체적으로 제어한다. 기준 클록 발진 회로(28)는 원하는 클록 신호 S1을 발생한다. 또한, 가공 테이블부(30)에는 다이싱 가공 데이터를 펄스 레이저 빔의 광펄스수로 기술한 가공 테이블이 기억된다.

조사 제어부(25)는 크랙 형성 시에 펄스 레이저 빔의 조사가 중복될 수 있는 개소에 있어서, 펄스 레이저 빔의 광펄스 밀도를 증가시키기 위해, 광펄스 밀도 증가 개소의 정보를 기억한다. 그리고, 기억된 정보에 기초하여 펄스 레이저 빔의 조사의 광펄스 밀도 증가 개소의 정보를 구비하는 조사 제어 신호(S6)를 생성하여, 펄스 피커 제어부(24)로 전달하는 기능을 구비한다. 광펄스 밀도 증가 개소의 정보는, 예를 들어 다이싱 라인의 교점, 혹은 교점을 포함하는 소정의 범위를 특정하는 XY 좌표이다.

다음에, 상기 레이저 다이싱 장치(10)를 사용한 레이저 다이싱 방법에 대해, 도면을 참조하면서 설명한다. 도 2는 실시 형태의 레이저 다이싱 방법의 공정 흐름도이다. 도 3은 실시 형태의 레이저 다이싱 방법의 설명도이다.

우선, 피가공 기판(W)을 레이저 다이싱 장치(10)의 XYZ 스테이지부(20) 상에 적재하는 스텝을 행한다(Step1). 피가공 기판(W)은, 예를 들어 사파이어 기판 상의 에피택셜 반도체층을 사용하여 복수의 LED(100)가 형성된 웨이퍼이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 피가공 기판(W)에는 복수의 LED(100)가 형성되어 있다. LED(100) 사이는 LED(100)를 개별적으로 분할하기 위해 소정의 폭을 구비하는 영역, 소위 다이싱 라인으로 되어 있다. 다이싱 라인의 폭은 다이싱 장치의 능력, 소자의 종류 등에 따라서, 소자의 충분한 수율을 실현하기 위한 소정의 폭으로 설정된다.

도 4는 LED(100)의 일례를 도시하는 단면도이다. 도 4에 도시한 바와 같이, LED(100)는, 예를 들어 사파이어 기판(101)과, 사파이어 기판(101) 상에, 예를 들어 에피택셜 성장에 의해 형성된 GaN계의 반도체층(102)을 구비한다. 반도체층(102)은 발광층(102a)을 구비한다. 또한, 반도체층(102)에 통전하기 위한 제1 전극(103) 및 제2 전극(104)을 구비하고 있다.

Step1에서는 LED(100)의 사파이어 기판(101)이 상면에 오도록 피가공 기판(W)을 XYZ 스테이지부(20) 상에 적재한다. 여기서, LED(100)의 배치의 X방향의 피치를 「a」, Y방향의 피치를 「b」로 한다.

다음에, 펄스 레이저 빔을 제1 직선(L1)을 따라서 조사하여, 크랙을 형성하는 제1 크랙 형성 스텝을 행한다(Step2). 여기서, 제1 직선(L1)이라 함은, 피가공 기판의 X방향에 수직인 다이싱 라인을 따른 직선을 의미한다. 즉, XY 좌표 상에서, X＝x₀＋(n－1)a로 나타내는 직선이다. 또한, 도 3에서는 n＝1 내지 7로 되어 있다.

제1 크랙 형성 스텝에서는 조사/비조사＝1/1의 비율로 펄스 레이저 빔을 조사한다.

다음에, 펄스 레이저 빔을 제1 직선(L1)에 직교하는 제2 직선(L2)을 따라서 조사하여, 크랙을 형성하는 제2 크랙 형성 스텝을 행한다(Step3). 여기서, 제2 직선(L2)이라 함은, 피가공 기판의 Y방향에 수직인 다이싱 라인을 따른 직선을 의미한다. 즉, XY 좌표 상에서, Y＝y₀＋(k－1)b로 나타내는 직선이다. 또한, 도 3에서는 k＝1 내지 6으로 되어 있다.

도 5a-도 5b는 레이저 다이싱 방법의 문제점을 설명하는 도면이다. 도 5a가 펄스 레이저 빔의 조사 패턴을 도시하는 도면, 도 5b가 도 5a의 조사 패턴에 의해 형성되는 크랙의 형상을 도시하는 도면이다. 각각의 도면 모두, 예를 들어 도 3에 있어서의 점선의 원으로 둘러싸인 영역의 확대도이다. 또한, 도 5a에 있어서 실선의 원은 펄스 레이저 빔이 피가공 기판(W) 표면에 조사되는 영역을 나타내고 있다. 점선의 원은 펄스 레이저 빔이 비조사로 되는 영역을 나타내고 있다.

도 5a에 도시한 바와 같이, 제1 직선(L1)과 제2 직선(L2)이 교차하는 영역에 있어서도, 다른 영역과 마찬가지로 일정한 광펄스 밀도로 펄스 레이저 빔의 조사를 행하는 것으로 한다. 이 경우, 도 5b에 도시한 바와 같이, 크랙이 제1 직선(L1)과 제2 직선(L2)이 교차하는 영역에서 사광(斜光)하여 지그재그 형상으로 되는 경우가 있다.

크랙은, 통상, 펄스 레이저 빔의 조사에서 기판 내에 형성되는 개질 영역 사이를 연결하도록 형성된다. 도 5b의 경우, 제2 크랙 형성 스텝에서, 제2 직선(L2)을 따라서 펄스 레이저 빔을 조사할 때에는, 제1 직선(L1)과 제2 직선(L2)이 교차하는 영역에 있어서, 이미, 제1 크랙 형성 스텝에서 형성된 개질 영역이나 크랙이 존재한다. 이로 인해, 예를 들어, 제1 혹은 제2 직선에 대해 사행하는 방향의 결정 방향이 커팅되기 쉬운 방향이라고 하면, 제2 크랙 형성 스텝 시에, 제2 직선(L2)에 대해 사행하는 크랙이 형성된다고 생각된다.

이와 같은, 사행하는 크랙, 혹은 지그재그 형상의 크랙이 형성되면, 예를 들어 피가공 기판(W) 상에 형성되는 LED 등의 소자 특성의 열화 등이 발생하여, 소자의 수율이 저하된다고 하는 문제가 생긴다. 혹은, 이와 같은 지그재그 형상을 직조하여 다이싱 라인의 폭을 설정하면, 1매의 피가공 기판(W)에 형성 가능한 소자수가 감소한다고 하는 문제가 생긴다.

실시 형태에 있어서는, 제1 직선(L1)과 제2 직선(L2)이 교차하는 영역에 있어서, 제1 크랙 형성 스텝 또는 제2 크랙 형성 스텝의 어느 한쪽 또는 양쪽의 스텝에서, 펄스 레이저 빔의 광펄스 밀도를 증가시키도록 펄스 레이저 빔의 조사를 제어한다.

도 6a-도 6b는 실시 형태의 레이저 다이싱 방법의 설명도이다. 도 6a, 도 6b 모두, 도 3에 있어서의 점선의 원으로 둘러싸인 영역의 확대도이다. X＝x₀＋2a로 나타내는 제1 직선(L1)과, Y＝y₀＋(k－1)b로 나타내는 제2 직선(L2)이 교차하는 영역을 도시하고 있다.

도 6a-도 6b에 있어서 실선의 원은 펄스 레이저 빔이 피가공 기판(W) 표면에 조사되는 영역을 도시하고 있다. 점선의 원은 펄스 레이저 빔이 비조사가 되는 영역을 나타내고 있다.

예를 들어, 도 6a에 도시한 바와 같이, 제1 크랙 형성 스텝에 있어서는, 제1 직선(L1)과 제2 직선(L2)이 교차하는 영역, 즉 다이싱 라인의 교점에 있어서, 펄스 레이저 빔의 광펄스 밀도를 증가시켜, 펄스 레이저 빔을 조사한다. 구체적으로는, 제1 직선(L1)과 제2 직선(L2)이 교차하는 것 이외의 영역에서는 비조사로 하고 있던 영역의 적어도 일부를 조사 영역으로 하는 패턴으로 조사를 행한다.

다음에, 도 6b에 도시한 바와 같이, 제2 크랙 형성 스텝에 있어서도, 제1 직선(L1)과 제2 직선(L2)이 교차하는 영역, 즉 다이싱 라인의 교점에 있어서, 펄스 레이저 빔의 광펄스 밀도를 증가시켜, 펄스 레이저 빔을 조사한다. 구체적으로는, 제1 직선(L1)과 제2 직선(L2)이 교차하는 것 이외의 영역에서는 비조사로 하고 있던 영역의 적어도 일부를 조사 영역으로 하는 패턴으로 조사를 행한다.

도 7은 실시 형태의 작용을 도시하는 도면이다. 도 7에 도시한 바와 같이, 실시 형태에 따르면, 제1 및 제2 크랙 형성 스텝 후에, 직선성이 높은 크랙이 형성된다. 따라서, 직선성이 높은 커팅부의 형성이 가능해진다. 이는, 다이싱 라인의 교점에 있어서 광펄스 밀도를 증가시킴으로써 개질 영역의 밀도도 높아져, 제1 및 제2 직선에 따른 커팅이 생기기 쉬워지므로, 제1 또는 제2 직선에 사행하는 커팅이 생기기 어려워지기 때문이라고 생각된다.

또한, 제1 및 제2 크랙 형성 스텝의 양쪽에서, 다이싱 라인의 교점에 있어서의 펄스 레이저 빔의 광펄스 밀도를 증가시키는 경우를 예로 들어 설명하였지만, 어느 한쪽의 크랙 형성 스텝에서 펄스 레이저 빔의 광펄스 밀도를 증가시키는 형태라도, 형성되는 크랙의 직선성을 향상시키는 것이 가능해진다.

특히, 이미 크랙이 제1 크랙 형성 스텝에서 생기고 있는 상태에서 행해지는 제2 크랙 형성 스텝에서, 펄스 레이저 빔의 광펄스 밀도를 증가시키는 것이 크랙의 직선성을 향상시키는 관점으로부터 바람직하다. 이 경우, 제1 직선(L1)과 제2 직선(L2)이 교차하는 영역의 광펄스 밀도를, 제1 크랙 형성 스텝보다도 제2 크랙 형성 스텝에서 크게 하는 것이 바람직하다.

다음에, 제1 및 제2 크랙 형성 스텝(Step2, 3)의 기본 동작의 상세에 대해 설명한다.

우선, 피가공 기판(W), 예를 들어 사파이어 기판에 LED(100)가 형성된 기판을 XYZ 스테이지부(20)에 적재한다. 이 피가공 기판(W)은, 예를 들어 사파이어 기판의 하면에 에피택셜 성장된 GaN층을 갖고, 이 GaN층에 복수의 LED가 패턴 형성되어 있는 웨이퍼이다. 웨이퍼에 형성되는 노치 또는 오리엔테이션 플랫을 기준으로 XYZ 스테이지에 대한 웨이퍼의 위치 정렬이 행해진다.

도 8은 실시 형태의 레이저 다이싱 방법의 타이밍 제어를 설명하는 도면이다. 가공 제어부(26) 내의 기준 클록 발진 회로(28)에 있어서, 주기 Tc의 클록 신호 S1이 생성된다. 레이저 발진기 제어부(22)는 레이저 발진기(12)가 클록 신호 S1에 동기한 주기 Tc의 펄스 레이저 빔 PL1을 출사하도록 제어한다. 이때, 클록 신호 S1의 상승과 펄스 레이저 빔의 상승에는 지연 시간 t₁이 생긴다.

레이저광은 피가공 기판에 대해 투과성을 갖는 파장의 것을 사용한다. 크랙 형성 스텝에 있어서는, 피가공 기판 재료의 흡수의 밴드 갭 Eg보다, 조사하는 레이저광의 광자의 에너지 hν가 큰 레이저광을 사용하는 것이 바람직하다. 에너지 hν가 밴드 갭 Eg보다 매우 크면, 레이저광의 흡수가 발생한다. 이를 다광자 흡수라고 하고, 레이저광의 펄스 폭을 극히 짧게 하여, 다광자 흡수를 피가공 기판의 내부에 일으키게 하면, 다광자 흡수의 에너지가 열 에너지로 전화되지 않아, 이온 가수 변화, 결정화, 비정질화, 분극 배향 또는 미소 크랙 형성 등의 영속적인 구조 변화가 유기되어 컬러 센터가 형성된다.

이 레이저광(펄스 레이저 빔)의 조사 에너지(조사 파워)는 제1 및 제2 크랙 형성 스텝에 있어서, 피가공 기판 표면에 연속적인 크랙을 형성하기 위한 최적의 조건을 선택하는 것이 바람직하다.

그리고, 제1 및 제2 크랙 형성 스텝에 있어서 피가공 기판 재료에 대해, 투과성을 갖는 파장을 사용하면, 기판 내부의 초점 부근에 레이저광을 도광, 집광하는 것이 가능해진다. 따라서, 국소적으로 컬러 센터를 만드는 것이 가능해진다. 이 컬러 센터를 개질 영역이라고도 칭한다.

펄스 피커 제어부(24)는 가공 제어부(26)로부터 출력되는 가공 패턴 신호 S2를 참조하여, 클록 신호 S1에 동기한 펄스 피커 구동 신호 S3을 생성한다. 가공 패턴 신호 S2는 가공 테이블부(30)에 기억되어, 조사 패턴의 정보를 광펄스 단위로, 광펄스수로 기술하는 가공 테이블을 참조하여 생성된다. 펄스 피커(14)는 펄스 피커 구동 신호 S3에 기초하여, 클록 신호 S1에 동기하여 펄스 레이저 빔 PL1의 통과와 차단(온/오프)을 전환하는 동작을 행한다.

이 펄스 피커(14)의 동작에 의해, 변조 펄스 레이저 빔 PL2가 생성된다. 또한, 클록 신호 S1의 상승과 펄스 레이저 빔의 상승, 하강에는 지연 시간 t₂, t₃이 생긴다. 또한, 펄스 레이저 빔의 상승, 하강과, 펄스 피커 동작에는 지연 시간 t₄, t₅가 생긴다.

피가공 기판의 가공 시에는, 지연 시간 t₁ 내지 t₅를 고려하여, 펄스 피커 구동 신호 S3 등의 생성 타이밍이나, 피가공 기판과 펄스 레이저 빔의 상대 이동 타이밍이 결정된다.

도 9는 실시 형태의 레이저 다이싱 방법의 펄스 피커 동작과 변조 펄스 레이저 빔 PL2의 타이밍을 도시하는 도면이다. 펄스 피커 동작은 클록 신호 S1에 동기하여 광펄스 단위로 전환된다. 이와 같이, 펄스 레이저 빔의 발진과 펄스 피커의 동작을, 동일한 클록 신호 S1에 동기시킴으로써, 광펄스 단위의 조사 패턴을 실현할 수 있다.

구체적으로는, 펄스 레이저 빔의 조사와 비조사가, 광펄스수로 규정되는 소정의 조건에 기초하여 행해진다. 즉, 조사광 펄스수(P1)와, 비조사광 펄스수(P2)를 기초로 펄스 피커 동작이 실행되어, 피가공 기판으로의 조사와 비조사가 전환된다. 펄스 레이저 빔의 조사 패턴을 규정하는 P1값이나 P2값은, 예를 들어 가공 테이블에 조사 영역 레지스터 설정, 비조사 영역 레지스터 설정으로서 규정된다. P1값이나 P2값은 피가공 기판의 재질, 레이저 빔의 조건 등에 따라서 크랙 형성 스텝의 크랙 형성을 최적화하는 소정의 조건으로 설정된다.

변조 펄스 레이저 빔 PL2는 빔 정형기(16)에 의해 원하는 형상으로 정형된 펄스 레이저 빔 PL3으로 한다. 또한, 정형된 펄스 레이저 빔 PL3은 집광 렌즈(18)에 의해 집광되어 원하는 빔 직경을 갖는 펄스 레이저 빔 PL4로 되어, 피가공 기판인 웨이퍼 상에 조사된다.

웨이퍼를 X축 방향 및 Y축 방향으로 다이싱하는 경우, 우선, 예를 들어 XYZ 스테이지를 Y축 방향으로 일정 속도로 이동시켜, 펄스 레이저 빔 PL4를 주사한다. 그리고, 원하는 Y축 방향의 다이싱이 종료된 후, XYZ 스테이지를 X축 방향으로 일정 속도로 이동시켜, 펄스 레이저 빔 PL4를 주사한다. 이에 의해, X축 방향의 다이싱을 행한다.

상기한 조사광 펄스수(P1)와, 비조사광 펄스수(P2) 및 스테이지의 속도로, 펄스 레이저 빔의 조사 비조사의 간격이 제어된다.

Z축 방향(높이 방향)에 대해서는, 집광 렌즈의 집광 위치(초점 위치)가 웨이퍼 내외의 소정 깊이에 위치하도록 조정한다. 이 소정 깊이는 크랙 형성 스텝 시에, 크랙이 피가공 기판 표면에 원하는 형상으로 형성되도록 각각 설정된다.

이때,

피가공 기판의 굴성률:n

피가공 기판 표면으로부터의 가공 위치:L

Z축 이동 거리:Lz

로 하면,

Lz＝L/n

으로 된다. 즉, 집광 렌즈에 의한 집광 위치를, 피가공 기판의 표면을 Z축 초기 위치로 했을 때, 기판 표면으로부터 깊이 「L」의 위치로 가공하는 경우, Z축을 「Lz」 이동시키면 된다.

도 10은 실시 형태의 레이저 다이싱 방법의 조사 패턴의 설명도이다. 도면과 같이, 클록 신호 S1에 동기하여 펄스 레이저 빔 PL1이 생성된다. 그리고, 클록 신호 S1에 동기하여 펄스 레이저 빔의 통과와 차단을 제어함으로써, 변조 펄스 레이저 빔 PL2가 생성된다.

그리고, 스테이지의 횡방향(X축 방향 또는 Y축 방향)의 이동에 의해, 변조 펄스 레이저 빔 PL2의 조사광 펄스가 웨이퍼 상에 조사 스폿으로서 형성된다. 이와 같이, 변조 펄스 레이저 빔 PL2를 생성함으로써, 웨이퍼 상에 조사 스폿이 광펄스 단위로 제어되어 단속적으로 조사된다. 도 10의 경우에는, 조사광 펄스수(P1)＝2, 비조사광 펄스수(P2)＝1로 하고, 조사광 펄스(가우시안광)가 스폿 직경의 피치로 조사와 비조사를 반복하는 조건이 설정되어 있다.

여기서,

빔 스폿 직경:D(㎛)

반복 주파수:F(K㎐)

의 조건으로 가공을 행하는 것으로 하면, 조사광 펄스가 스폿 직경의 피치로 조사와 비조사를 반복하기 위한 스테이지 이동 속도 V(m/sec)는,

V＝D×10^－6×F×10³

으로 된다.

예를 들어,

빔 스폿 직경:D＝2㎛

반복 주파수:F＝50K㎐

의 가공 조건으로 행하는 것으로 하면,

스테이지 이동 속도:V＝100㎜/sec

로 된다.

또한, 조사광의 파워를 P(와트)로 하면, 펄스당 조사 펄스 에너지 P/F의 광펄스가 웨이퍼에 조사되게 된다.

펄스 레이저 빔의 조사 에너지(조사광의 파워), 펄스 레이저 빔의 가공점 깊이 및 펄스 레이저 빔의 조사 비조사의 간격의 파라미터가, 크랙 형성 스텝에서는, 크랙이 피가공 기판 표면에 있어서 연속해서 형성되도록 결정된다.

또한, 제1 직선(L1)과 제2 직선(L2)이 교차하는 영역에 있어서, 펄스 레이저 빔의 광펄스 밀도를 증가시키기 위해서는, 예를 들어 이하의 방법에 의한 것이 가능하다.

미리, 조사 제어부(25)에, 제1 또는 제2 크랙 형성 스텝에 있어서 광펄스 밀도를 증가시키는 범위를 XY 좌표에서 지정한 정보를 기억시킨다. 이 정보는, 예를 들어 제1 직선(L1)과 제2 직선(L2)의 교점의 XY 좌표, 또는 교점을 포함하는 XY 좌표 범위이다. 이 정보는 조사 제어 신호(S6)로서, 펄스 피커 제어부(24)로 전달된다.

펄스 피커 제어부(24)에서는 가공 패턴 신호(S2)와 조사 제어 신호(S6)의 양쪽에 기초하여 펄스 레이저 빔의 조사를 제어한다. 그리고, 제1 또는 제2 크랙 형성 스텝에서, 제1 직선(L1)과 제2 직선(L2)이 교차하는 영역에 있어서는, 펄스 레이저 빔의 광펄스 밀도를 증가시킨다.

도 11은 크랙 형성 스텝에 있어서의 사파이어 기판 상에 조사되는 조사 패턴을 도시하는 상면도이다. 조사면 상에서 볼 때, 조사광 펄스수(P1)＝2, 비조사광 펄스수(P2)＝1이고, 조사 스폿 직경의 피치로 조사 스폿(점선으로 나타나는 원)이 형성된다.

도 12는 도 11의 AA 단면도이다. 도면에 도시한 바와 같이 사파이어 기판 내부에 개질 영역이 형성된다. 그리고, 이 개질 영역으로부터, 광펄스의 주사선 상을 따라서 기판 표면에 도달하는 크랙(또는 홈)이 형성된다. 그리고, 이 크랙이 피가공 기판 표면에 있어서 연속해서 형성된다. 또한, 실시 형태에서는, 크랙은 기판 표면측에만 노출되도록 형성되고, 기판 이면측까지는 도달하고 있지 않다.

도 13a-도 13d는 실시 형태의 작용의 설명도이다. 예를 들어, 설정할 수 있는 최대의 펄스 레이저 빔의 레이저 주파수이고, 또한 설정할 수 있는 최고속의 스테이지 속도로, 펄스 레이저를 조사하는 경우의 펄스 조사 가능 위치를, 도 13a의 점선원으로 나타낸다. 도 13b는 조사/비조사＝1/2인 경우의 조사 패턴이다. 실선원이 조사 위치이고, 점선원이 비조사 위치이다.

여기서, 조사 스폿의 간격(비조사 영역의 길이)을 보다 짧게 한 쪽이, 커팅성이 양호하다고 가정한다. 이 경우에는, 도 13c에 도시한 바와 같이, 스테이지 속도를 변경하지 않고 조사/비조사＝1/1로 함으로써 대응이 가능하다. 가령 실시 형태와 같이, 펄스 피커를 사용하지 않으면, 동일한 조건을 현출시키기 위해서는 스테이지 속도를 저하시키는 것이 필요해져, 다이싱 가공의 처리량이 저하된다고 하는 문제가 생긴다.

여기서, 조사 스폿을 연속시켜 조사 영역의 길이를 보다 길게 한 쪽이, 커팅성이 양호하다고 가정한다. 이 경우에는, 도 13d에 도시한 바와 같이, 스테이지 속도를 변경하지 않고 조사/비조사＝2/1로 함으로써 대응이 가능하다. 가령 실시 형태와 같이, 펄스 피커를 사용하지 않으면, 동일한 조건을 현출시키기 위해서는 스테이지 속도를 저하시키고, 또한 스테이지 속도를 변동시키는 것이 필요해져, 다이싱 가공의 처리량이 저하되는 동시에 제어가 극히 곤란해진다고 하는 문제가 생긴다.

혹은, 펄스 피커를 사용하지 않는 경우, 도 13b의 조사 패턴으로 조사 에너지를 올림으로써, 도 13d에 가까운 조건으로 하는 것도 생각되지만, 이 경우, 1점에 집중하는 레이저 파워가 커져, 크랙 폭의 증대나 크랙의 직선성의 열화가 우려된다. 또한, 사파이어 기판에 LED 소자가 형성되어 있는 피가공 기판을 가공하는 경우에는, 크랙과 반대측의 LED 영역에 도달하는 레이저량이 증대되어, LED 소자의 열화가 발생한다고 하는 우려도 있다.

이와 같이, 실시 형태에 따르면, 예를 들어, 펄스 레이저 빔의 조건이나 스테이지 속도 조건을 변화시키지 않아도 다양한 커팅 조건을 실현하는 것이 가능해, 생산성이나 소자 특성을 열화시키는 일 없이 최적의 커팅 조건을 발견하는 것이 가능해진다.

또한, 본 명세서 중, 「조사 영역의 길이」「비조사 영역의 길이」는 도 13d에 도시하는 길이로 한다.

도 14는 스테이지 이동과 다이싱 가공의 관계를 설명하는 도면이다. XYZ 스테이지에는 X축, Y축 방향에 이동 위치를 검출하는 위치 센서가 설치되어 있다. 예를 들어, 스테이지의 X축 또는 Y축 방향으로의 이동 개시 후, 스테이지 속도가 속도 안정 영역에 들어가는 위치를 미리 동기 위치로서 설정해 둔다. 그리고, 위치 센서에 있어서 동기 위치를 검출했을 때, 예를 들어 이동 위치 검출 신호 S4(도 1)가 펄스 피커 제어부(24)로 보내짐으로써 펄스 피커 동작이 허가되어, 펄스 피커 구동 신호 S3에 의해 펄스 피커를 동작시키도록 한다. 동기 위치를, 예를 들어 피가공 기판의 단부면으로 하여, 이 단부면을 위치 센서에 의해 검출하는 구성으로 해도 된다.

이와 같이,

S_L:동기 위치로부터 기판까지의 거리

W_L:가공 길이

W₁:기판 단부로부터 조사 개시 위치까지의 거리

W₂:가공 범위

W₃:조사 종료 위치로부터 기판 단부까지의 거리

가 관리된다.

이와 같이 하여, 스테이지의 위치 및 그것에 적재되는 피가공 기판의 위치와, 펄스 피커의 동작 개시 위치가 동기한다. 즉, 펄스 레이저 빔의 조사와 비조사와, 스테이지의 위치의 동기가 취해진다. 그로 인해, 펄스 레이저 빔의 조사와 비조사 시, 스테이지가 일정 속도로 이동하는(속도 안정 영역에 있음) 것이 담보된다. 따라서, 조사 스폿 위치의 규칙성이 담보되어, 안정된 크랙의 형성이 실현된다.

여기서, 두꺼운 기판을 가공하는 경우에, 다른 가공점 깊이의 펄스 레이저 빔을 복수회(복수층) 기판의 동일 주사선 상을 주사하여 크랙을 형성함으로써, 커팅 특성을 향상시키는 것이 생각된다. 이와 같은 경우, 스테이지 위치와 펄스 피커의 동작 개시 위치가 동기함으로써, 다른 깊이의 주사에 있어서, 펄스 조사 위치의 관계를 임의로 고정밀도로 제어하는 것이 가능해져, 다이싱 조건의 최적화가 가능해진다.

또한, 예를 들어, 스테이지의 이동을 클록 신호에 동기시키는 것이, 조사 스폿 위치의 정밀도를 한층 향상시키므로 바람직하다. 이는, 예를 들어, 가공 제어부(26)로부터 XYZ 스테이지부(20)로 보내지는 스테이지 이동 신호 S5(도 1)를 클록 신호 S1에 동기시킴으로써 실현 가능하다.

실시 형태의 레이저 다이싱 방법과 같이, 기판 표면까지 도달하고, 또한 피가공 기판 표면에 있어서 연속하는 크랙을 형성함으로써, 후속의 기판의 커팅이 용이해진다. 예를 들어, 사파이어 기판과 같이 경질의 기판이라도, 기판 표면까지 도달하는 크랙을 커팅 또는 절단의 기점으로 하여, 인위적으로 힘을 인가함으로써, 커팅이 용이해져, 우수한 커팅 특성을 실현하는 것이 가능해진다. 따라서, 다이싱의 생산성이 향상된다.

크랙 형성 스텝에 있어서, 펄스 레이저 빔을 연속적으로 기판에 조사하는 방법에서는, 가령, 스테이지 이동 속도, 집광 렌즈의 개구수, 조사광 파워 등을 최적화하였다고 해도, 기판 표면에 연속해서 형성하는 크랙을 원하는 형상으로 제어하는 것은 곤란했다. 실시 형태와 같이, 펄스 레이저 빔의 조사와 비조사를, 광펄스 단위로 단속적으로 전환하여 조사 패턴을 최적화함으로써, 기판 표면에 도달하는 크랙의 발생이 제어되어, 우수한 커팅 특성을 구비한 레이저 다이싱 방법이 실현된다.

즉, 예를 들어, 기판 표면에 레이저의 주사선을 따른 대략 직선적이고 연속하는 폭이 좁은 크랙의 형성이 가능해진다. 이와 같은 대략 직선적인 연속하는 크랙을 형성함으로써, 다이싱 시에, 기판에 형성되는 LED 등의 디바이스에 미치는 크랙의 영향을 최소화할 수 있다. 또한, 예를 들어, 직선적인 크랙의 형성이 가능해지므로, 기판 표면에 크랙이 형성되는 영역의 폭을 좁게 할 수 있다. 이로 인해, 설계상의 다이싱 폭을 좁히는 것이 가능하다. 따라서, 동일 기판 혹은 웨이퍼 상에 형성되는 디바이스의 칩수를 증대시키는 것이 가능해져, 디바이스의 제조 비용 삭감에도 기여한다.

또한, 펄스 레이저 빔의 펄스 밀도를 증가시키는 방법은, 상기와 같이, 조사 제어부(25)를 사용하면, 가공 테이블부(30)에 기억되는 가공 테이블과는 독립되어 조사 패턴을 제어할 수 있다. 따라서, 예를 들어, LED(100)의 배치의 피치 「a」, 「b」가 변화된 경우라도 용이하게 조사 패턴을 변경할 수 있다고 하는 이점이 있다.

단, 예를 들어, 레이저 다이싱 장치의 구성을 간편화하기 위해, 미리, 가공 테이블부(30)에 기억되는 가공 테이블부에 펄스 레이저 빔의 광펄스 밀도를 증가시키는 개소를 기술함으로써, 광펄스 밀도를 증가시켜도 상관없다.

이상, 구체예를 참조하면서 본 발명의 실시 형태에 대해 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이들의 구체예로 한정되는 것은 아니다. 실시 형태에 있어서는, 레이저 다이싱 방법, 레이저 다이싱 장치 등에서, 본 발명의 설명에 직접 필요로 하지 않는 부분에 대해서는 기재를 생략하였지만, 필요로 하는 레이저 다이싱 방법, 레이저 다이싱 장치 등에 관한 요소를 적절하게 선택하여 사용할 수 있다.

그 밖에, 본 발명의 요소를 구비하여, 당업자가 적절하게 설계 변경할 수 있는 모든 레이저 다이싱 방법은 본 발명의 범위에 포함된다. 본 발명의 범위는 특허청구의 범위 및 그 균등물의 범위에 의해 정의되는 것이다.

예를 들어, 실시 형태에서는, 피가공 기판으로서, 사파이어 기판 상에 LED가 형성되는 기판을 예로 들어 설명하였다. 사파이어 기판과 같이 경질이고 벽개성이 부족하고 커팅이 곤란한 기판을 포함하는 경우에 본 발명은 유용하지만, 피가공 기판은, 그 밖에, SiC(탄화 규소) 기판 등의 반도체 재료 기판, 압전 재료 기판, 수정 기판, 석영 글래스 등의 글래스 기판을 포함하는 기판이어도 상관없다.

또한, 실시 형태에서는, 스테이지를 이동시킴으로써, 피가공 기판과 펄스 레이저 빔을 상대적으로 이동시키는 경우를 예로 들어 설명하였다. 그러나, 예를 들어, 레이저 빔 스캐너 등을 사용함으로써, 펄스 레이저 빔을 주사함으로써, 피가공 기판과 펄스 레이저 빔을 상대적으로 이동시키는 방법이어도 상관없다.

또한, 실시 형태에 있어서는, 크랙 형성 스텝에 있어서, 조사광 펄스수(P1)＝1, 비조사광 펄스수(P2)＝1로 하는 경우, 조사광 펄스수(P1)＝2, 비조사광 펄스수(P2)＝1로 하는 경우를 예로 들어 설명하였지만, P1과 P2의 값은 최적 조건으로 하기 위해 임의의 값을 취하는 것이 가능하다. 또한, 실시 형태에 있어서는, 조사광 펄스가 스폿 직경의 피치로 조사와 비조사를 반복하는 경우를 예로 들어 설명하였지만, 펄스 주파수 혹은 스테이지 이동 속도를 바꿈으로써, 조사와 비조사의 피치를 바꾸어 최적 조건을 발견하는 것도 가능하다. 예를 들어, 조사와 비조사의 피치를 스폿 직경의 1/n이나 n배로 하는 것도 가능하다.

또한, 실시 형태에 있어서는, Y방향의 주사를 제1 크랙 형성 스텝, X방향의 주사를 제2 크랙 형성 스텝으로 하였지만, 순서를 바꾸어 X방향의 주사를 제1 크랙 형성 스텝, Y방향의 주사를 제2 크랙 형성 스텝으로 해도 상관없다.

특히, 피가공 기판이 사파이어 기판인 경우에는 조사 에너지를 30㎽ 이상 150㎽ 이하로 하고, 펄스 레이저 빔의 통과를 1 내지 4 광펄스 단위, 차단을 1 내지 4 광펄스 단위로 함으로써 조사의 간격을 1 내지 6㎛로 함으로써, 피가공 기판 표면에 있어서 연속성 및 직선성이 양호한 크랙을 형성하는 것이 가능하다.

또한, 다이싱 가공의 패턴에 대해서는, 예를 들어 조사 영역 레지스터, 비조사 영역 레지스터를 복수 설치하거나, 리얼 타임으로 조사 영역 레지스터, 비조사 영역 레지스터값을 원하는 타이밍에서, 원하는 값으로 변경함으로써 다양한 다이싱 가공 패턴으로의 대응이 가능해진다.

또한, 레이저 다이싱 장치로서, 다이싱 가공 데이터를 펄스 레이저 빔의 광펄스수로 기술한 가공 테이블을 기억하는 가공 테이블부를 구비하는 장치를 예로 들어 설명하였다. 그러나, 반드시, 이와 같은 가공 테이블부를 구비하지 않아도, 광펄스 단위로 펄스 레이저 빔의 펄스 피커에 있어서의 통과와 차단을 제어하는 구성을 갖는 장치이면 된다.

또한, 커팅 특성을 더욱 향상시키기 위해, 기판 표면에 연속하는 크랙을 형성한 후, 또한, 예를 들어, 레이저를 조사함으로써 표면에 대해 용융 가공 또는 애브레이션 가공을 추가하는 구성으로 하는 것도 가능하다.

Claims

피가공 기판을 스테이지에 적재하고,
클록 신호를 발생하고,
상기 클록 신호에 동기한 펄스 레이저 빔을 출사하고,
상기 피가공 기판과 상기 펄스 레이저 빔을 상대적으로 이동시키고,
상기 피가공 기판으로의 상기 펄스 레이저 빔의 조사와 비조사를, 상기 클록 신호에 동기하고, 펄스 피커를 사용하여 상기 펄스 레이저 빔의 통과와 차단을 제어함으로써, 광펄스 단위로 전환하고,
상기 피가공 기판에 기판 표면에 도달하는 크랙을, 상기 펄스 레이저 빔의 조사 에너지, 상기 펄스 레이저 빔의 가공점 깊이 및 상기 펄스 레이저 빔의 조사 영역 및 비조사 영역의 길이를 제어함으로써, 상기 크랙이 상기 피가공 기판 표면에 있어서 연속하도록 형성하는 레이저 다이싱 방법이며,
상기 피가공 기판에 대해 펄스 레이저 빔을 제1 직선을 따라서 조사하는 제1 크랙 형성 스텝과,
상기 피가공 기판에 대해 펄스 레이저 빔을 상기 제1 직선에 직교하는 제2 직선을 따라서 조사하는 제2 크랙 형성 스텝을 갖고,
상기 제1 직선과 상기 제2 직선이 교차하는 영역에 있어서, 상기 제1 크랙 형성 스텝 또는 상기 제2 크랙 형성 스텝에서, 펄스 레이저 빔의 광펄스 밀도를 증가시키는 것을 특징으로 하는, 레이저 다이싱 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1 또는 제2 크랙 형성 스텝에 있어서, 펄스 레이저 빔의 광펄스 밀도를 증가시키는 개소의 정보를 구비하는 조사 제어 신호를 발생하고, 상기 조사 제어 신호를 사용하여, 상기 제1 직선과 상기 제2 직선이 교차하는 영역에 있어서의 광펄스 밀도를 증가시키는 것을 특징으로 하는, 레이저 다이싱 방법.
제1항에 있어서, 상기 크랙이 상기 피가공 기판 표면에 있어서 대략 직선적으로 형성되는 것을 특징으로 하는, 레이저 다이싱 방법.
제1항에 있어서, 상기 피가공 기판의 위치와 상기 펄스 피커의 동작 개시 위치가 동기하는 것을 특징으로 하는, 레이저 다이싱 방법.
제1항에 있어서, 상기 피가공 기판이 사파이어 기판, 수정 기판, 또는 글래스 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는, 레이저 다이싱 방법.
제2항에 있어서, 상기 크랙이 상기 피가공 기판 표면에 있어서 대략 직선적으로 형성되는 것을 특징으로 하는, 레이저 다이싱 방법.
제2항에 있어서, 상기 피가공 기판의 위치와 상기 펄스 피커의 동작 개시 위치가 동기하는 것을 특징으로 하는, 레이저 다이싱 방법.
제3항에 있어서, 상기 피가공 기판의 위치와 상기 펄스 피커의 동작 개시 위치가 동기하는 것을 특징으로 하는, 레이저 다이싱 방법.
제6항에 있어서, 상기 피가공 기판의 위치와 상기 펄스 피커의 동작 개시 위치가 동기하는 것을 특징으로 하는, 레이저 다이싱 방법.
제2항에 있어서, 상기 피가공 기판이 사파이어 기판, 수정 기판, 또는 글래스 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는, 레이저 다이싱 방법.
제3항에 있어서, 상기 피가공 기판이 사파이어 기판, 수정 기판, 또는 글래스 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는, 레이저 다이싱 방법.
제4항에 있어서, 상기 피가공 기판이 사파이어 기판, 수정 기판, 또는 글래스 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는, 레이저 다이싱 방법.
제6항에 있어서, 상기 피가공 기판이 사파이어 기판, 수정 기판, 또는 글래스 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는, 레이저 다이싱 방법.
제7항에 있어서, 상기 피가공 기판이 사파이어 기판, 수정 기판, 또는 글래스 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는, 레이저 다이싱 방법.
제8항에 있어서, 상기 피가공 기판이 사파이어 기판, 수정 기판, 또는 글래스 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는, 레이저 다이싱 방법.
제9항에 있어서, 상기 피가공 기판이 사파이어 기판, 수정 기판, 또는 글래스 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는, 레이저 다이싱 방법.