KR20140044260A - 패턴이 있는 기판의 가공 방법 - Google Patents

Abstract

(과제) 패턴이 있는 기판을 양호하게 분할 가능한 분할 방법을 제공한다.
(해결 수단) 오리엔테이션 플랫을 따르는 방향으로 연재되는 제1 분할 예정선과 이에 직교하는 제2 분할 예정선을 따라 레이저광을 조사함으로써 패턴이 있는 기판을 격자 형상으로 분할하는 경우에, 레이저광을 제1 및 제2 분할 예정선을 따라 주사하면서 조사함으로써, 레이저광의 각각의 단위 펄스광이 피(被)가공물에 형성하는 가공 흔적이 제1 및 제2 분할 예정선을 따라 이산적으로 위치하도록 함과 함께, 각각의 가공 흔적으로부터 피가공물에 균열을 신전시키도록 하고, 그리고, 제1 분할 예정선을 따라 분할 기점을 형성할 때에는 균열이 반대 주면(主面)에까지 도달하는 제1 가공 조건으로 레이저광을 조사하고, 제2 분할 예정선을 따라 분할 기점을 형성할 때에는 균열이 패턴이 있는 기판의 내부에서 머무르는 제2 가공 조건으로 레이저광을 조사하도록 했다.

Description

패턴이 있는 기판의 가공 방법{METHOD FOR PROCESSING SUBSTRATE WITH PATTERN}

본 발명은, 기판 상에 복수의 단위 패턴을 2차원적으로 반복 배치하여 이루어지는 패턴이 있는 기판을 분할하는 방법에 관한 것이다.

LED 소자는, 예를 들면 사파이어 단결정 등의 기판(웨이퍼, 모(母)기판) 상에 LED 소자의 단위 패턴을 2차원적으로 반복 형성하여 이루어지는 패턴이 있는 기판(LED 패턴이 있는 기판)을, 격자 형상으로 형성된 스트리트라고 칭해지는 분할 예정 영역에서 분할하여, 개편화(칩화)하는 바와 같은 프로세스로 제조된다. 여기에서, 스트리트란, 분할에 의해 LED 소자가 되는 2개의 부분의 간극 부분인 협폭(狹幅)의 영역이다.

이러한 분할을 위한 수법으로서, 펄스폭이 psec 오더의 초단(超短) 펄스광인 레이저광을, 개개의 단위 펄스광의 피(被)조사 영역이 가공 예정선을 따라 이산적으로 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 사이에서 벽개(劈開)나 열개(裂開)에 의한 균열 신전(伸展)(크랙 신전)이 발생하고, 이러한 균열을 따라 기판을 분할함으로써, 개편화가 실현된다.

일본공개특허공보 2011-131256호

전술한 바와 같은 패턴이 있는 기판에 있어서는, 통상, 사파이어 단결정 기판에 형성된 오리엔테이션 플랫에 평행한 방향과 이에 직교하는 방향을 따라 단위 패턴이 배치되어 이루어진다. 그렇기 때문에, 이러한 패턴이 있는 기판에 있어서, 스트리트는, 오리엔테이션 플랫에 평행한 방향과 이에 수직인 방향으로 연재되어 이루어진다.

이러한 패턴이 있는 기판을 특허문헌 1에 개시된 바와 같은 수법으로 분할하는 경우, 당연히, 오리엔테이션 플랫에 평행한 스트리트와 오리엔테이션 플랫에 수직인 스트리트를 따라 레이저광을 조사하게 된다. 이러한 경우에 있어서, 레이저광의 조사에 수반하는 가공 흔적으로부터의 균열의 신전은, 가공 예정선의 연재 방향이기도 한 레이저광의 조사 방향(주사 방향)에만 발생하는 것이 아니라, 기판의 두께 방향에 있어서도 발생한다.

단, 오리엔테이션 플랫에 평행한 스트리트를 따라 레이저광을 조사한 경우, 기판 두께 방향에 있어서의 균열 신전은 가공 흔적으로부터 수직인 방향으로 발생하는 것에 대하여, 동일한 조사 조건으로 오리엔테이션 플랫에 수직인 스트리트를 따라 레이저광을 조사한 경우, 균열은, 수직 방향이 아니라 수직 방향으로부터 경사진 방향으로 신전된다는 상이점이 있는 것이, 경험적으로 알려져 있다.

또한, 패턴이 있는 기판에 이용하는 사파이어 단결정 기판으로서는, c면이나 a면 등의 결정면의 면방위가 주면(主面) 법선 방향과 일치하여 이루어지는 것 외에, 주면 내에 있어서 오리엔테이션 플랫에 수직인 방향을 경사축으로 하여 그들 결정면의 면방위를 주면 법선 방향에 대하여 경사시킨, 소위 오프각을 부여한 기판(오프 기판이라고도 칭함)이 이용되는 경우가 있지만, 전술한 오리엔테이션 플랫에 수직인 스트리트를 따라 레이저광을 조사한 경우의 균열의 경사는, 오프 기판이라도 아니라도 발생하는 것이, 본 발명의 발명자들에 의해 확인되고 있다.

한편으로, LED 소자의 미소화나 기판 면적당의 취출 개수 향상 등의 요청으로부터, 스트리트의 폭은 보다 좁은 편이 바람직하다. 그러나, 그러한 스트리트의 폭이 좁은 패턴이 있는 기판을 대상으로 특허문헌 1에 개시된 수법을 적용한 경우, 오리엔테이션 플랫에 수직인 스트리트에 있어서는, 경사져 신전된 균열이 당해 스트리트의 폭에 머무르지 않고, 인접하는, LED 소자가 되는 영역에까지 도달해 버린다는 문제점이 일어날 수 있다. 이러한 문제점의 발생은, LED 소자의 수율을 저하시키는 요인이 되기 때문에, 바람직하지 않다.

본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 패턴이 있는 기판을 양호하게 분할 가능한 분할 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 청구항 1의 발명은, 단결정 기판 상에 복수의 단위 패턴을 2차원적으로 반복 배치하여 이루어지는 패턴이 있는 기판을 가공하는 방법으로서, 상기 패턴이 있는 기판에 있어서 오리엔테이션 플랫을 따르는 제1 방향으로 연재되도록 설정된 제1 분할 예정선과 상기 제1 방향에 직교하는 제2 방향으로 연재되도록 설정된 제2 분할 예정선을 따라 레이저광을 조사함으로써, 상기 패턴이 있는 기판에 격자 형상으로 분할 기점을 형성하는 분할 기점 형성 공정과, 상기 패턴이 있는 기판을 상기 분할 기점을 따라 브레이크함으로써 개편화하는 브레이크 공정을 구비하고, 상기 분할 기점 형성 공정이, 상기 레이저광을 상기 제1 및 제2 분할 예정선을 따라 주사하면서 조사함으로써, 상기 레이저광의 각각의 단위 펄스광에 의해 상기 피가공물에 형성되는 가공 흔적이 상기 제1 및 제2 분할 예정선을 따라 이산적으로 위치하도록 함과 함께, 각각의 가공 흔적으로부터 상기 피가공물에 균열을 신전시키는 균열 신전 가공 공정을 포함하고, 상기 균열 신전 가공 공정에 있어서는, 상기 제1 분할 예정선을 따라 상기 분할 기점을 형성할 때에는, 상기 균열이 상기 패턴이 있는 기판의 상기 가공 흔적이 형성된 측의 주면과는 반대의 주면에까지 도달하는 제1 가공 조건으로 상기 레이저광을 조사하고, 상기 제2 분할 예정선을 따라 상기 분할 기점을 형성할 때에는, 상기 균열이 상기 패턴이 있는 기판의 내부에서 머무르는 제2 가공 조건으로 상기 레이저광을 조사하는 것을 특징으로 한다.

청구항 2의 발명은, 청구항 1에 기재된 패턴이 있는 기판의 가공 방법으로서, 상기 제2 분할 예정선을 따라 상기 분할 기점을 형성할 때의 상기 레이저광의 피크 파워를 상기 제1 분할 예정선을 따라 상기 분할 기점을 형성할 때의 피크 파워의 50％ 이상 70％ 이하로 하는 것을 특징으로 한다.

청구항 3의 발명은, 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 패턴이 있는 기판의 가공 방법으로서, 상기 분할 기점 형성 공정에 있어서는, 상기 패턴이 있는 기판 중, 상기 단위 패턴이 형성되어 있지 않은 측의 주면을 상기 레이저광의 피조사면으로 하는 것을 특징으로 한다.

청구항 4의 발명은, 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 하나에 기재된 패턴이 있는 기판의 가공 방법으로서, 상기 단결정 기판이, 상기 패턴이 있는 기판의 주면 내에 있어서 오리엔테이션 플랫에 수직인 방향을 축으로 하여 소정의 결정면의 면방위를 주면 법선 방향에 대하여 수도(數度) 정도 경사시킨 오프 기판인 것을 특징으로 한다.

청구항 1 내지 청구항 4의 발명에 의하면, 분할면의 경사가 충분하고 그리고 확실하게 억제된 패턴이 있는 기판의 분할이 실현된다.

도 1은 피가공물의 분할에 이용하는 레이저 가공 장치(100)의 구성을 개략적으로 나타내는 개략도이다.
도 2는 균열 신전 가공에 있어서의 레이저광(LB)의 조사 실시 형태를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 패턴이 있는 기판(W)의 개략 평면도 및 부분 확대도이다.
도 4는 패턴이 있는 기판(W)의 X방향에 수직인 단면에 있어서의 균열(CR0)의 신전의 모양을 나타내는 도면이다.
도 5는 패턴이 있는 기판(W)의 Y방향에 수직인 단면에 있어서의 균열(CR1 또는 CR2)의 신전의 모양을 나타내는 도면이다.
도 6은 디바이스 칩의 개략 평면도이다.
도 7은 실시예 1의 시료의 Y방향에 수직인 단면에 대한 광학 현미경상(像)이다.
도 8은 비교예 1의 시료의 Y방향에 수직인 단면에 대한 광학 현미경상이다.
도 9는 실시예 2의 시료의 Y방향에 수직인 단면에 대한 광학 현미경상이다.
도 10은 비교예 2의 시료의 Y방향에 수직인 단면에 대한 광학 현미경상이다.

(발명을 실시하기 위한 형태)

＜레이저 가공 장치＞

도 1은, 본 발명의 실시 형태에 적용 가능한, 피가공물의 분할에 이용하는 레이저 가공 장치(100)의 구성을 개략적으로 나타내는 개략도이다. 레이저 가공 장치(100)는, 장치 내에 있어서의 여러 가지의 동작(관찰 동작, 얼라이먼트 동작, 가공 동작 등)의 제어를 행하는 컨트롤러(1)와, 피가공물(10)을 그 위에 올려놓는 스테이지(4)와, 레이저 광원(SL)으로부터 출사된 레이저광(LB)을 피가공물(10)에 조사하는 조사 광학계(5)를 주로 구비한다.

스테이지(4)는, 석영 등의 광학적으로 투명한 부재로 주로 구성된다. 스테이지(4)는, 그 상면에 올려놓여진 피가공물(10)을, 예를 들면 흡인 펌프 등의 흡인 수단(11)에 의해 흡인 고정할 수 있게 되어 있다. 또한, 스테이지(4)는, 이동 기구(4m)에 의해 수평 방향으로 이동 가능하게 되어 이루어진다. 또한, 도 1에 있어서는, 피가공물(10)에 점착성을 갖는 보유지지(保持) 시트(10a)를 접착한 후에, 당해 보유지지 시트(10a)의 측을 피재치면으로 하여 피가공물(10)을 스테이지(4)에 올려놓고 있지만, 보유지지 시트(10a)를 이용하는 실시 형태는 필수의 것은 아니다.

이동 기구(4m)는, 도시하지 않은 구동 수단의 작용에 의해 수평면 내에서 소정의 XY 2축 방향으로 스테이지(4)를 이동시킨다. 이에 따라, 관찰 위치의 이동이나 레이저광 조사 위치의 이동이 실현되어 이루어진다. 또한, 이동 기구(4m)에 대해서는, 소정의 회전축을 중심으로 한, 수평면 내에 있어서의 회전(θ 회전) 동작도, 수평 구동과 독립적으로 행할 수 있는 것이, 얼라이먼트 등을 행하는 데에 있어서는 보다 바람직하다.

조사 광학계(5)는, 레이저 광원(SL)과, 도시를 생략하는 경통 내에 구비되는 하프미러(51)와, 집광 렌즈(52)를 구비한다.

레이저 가공 장치(100)에 있어서는, 개략, 레이저 광원(SL)으로부터 발해진 레이저광(LB)을, 하프미러(51)에서 반사시킨 후에, 당해 레이저광(LB)을, 집광 렌즈(52)로 스테이지(4)에 올려놓여진 피가공물(10)의 피가공 부위에 합초(合焦)하도록 집광시켜, 피가공물(10)에 조사하게 되어 있다. 그리고, 이러한 실시 형태로 레이저광(LB)을 조사하면서, 스테이지(4)를 이동시킴으로써, 피가공물(10)에 대하여 소정의 가공 예정선을 따른 가공을 행할 수 있게 되어 있다. 즉, 레이저 가공 장치(100)는, 피가공물(10)에 대하여 레이저광(LB)을 상대적으로 주사함으로써, 가공을 행하는 장치이다.

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.

또한, 레이저 가공 장치(100)에 있어서는, 가공 처리시, 필요에 따라서, 합초 위치를 피가공물(10)의 표면으로부터 의도적으로 어긋나게 한 디포커스 상태에서, 레이저광(LB)을 조사하는 것도 가능해지고 있다. 본 실시 형태에 있어서는, 디포커스값(피가공물(10)의 표면으로부터 내부로 향하는 방향으로의 합초 위치의 어긋남량)을 0㎛ 이상 30㎛ 이하의 범위로 설정하는 것이 바람직하다.

또한, 레이저 가공 장치(100)에 있어서, 스테이지(4)의 상방에는, 피가공물(10)을 상방으로부터 관찰·촬상하기 위한 상부 관찰 광학계(6)와, 피가공물(10)에 대하여 스테이지(4)의 상방으로부터 조명광을 조사하는 상부 조명계(7)가 구비되어 있다. 또한, 스테이지(4)의 하방에는, 피가공물(10)에 대하여 스테이지(4)의 하방으로부터 조명광을 조사하는 하부 조명계(8)가 구비되어 있다.

상부 관찰 광학계(6)는, 하프미러(51)의 상방(경통의 상방)에 설치된 CCD 카메라(6a)와 당해 CCD 카메라(6a)에 접속된 모니터(6b)를 구비한다. 또한, 상부 조명계(7)는, 상부 조명 광원(S1)과, 하프미러(81)와, 집광 렌즈(82)를 구비한다.

이들 상부 관찰 광학계(6)와 상부 조명계(7)는, 조사 광학계(5)와 동일한 축에 구성되어 이루어진다. 보다 상세하게는, 조사 광학계(5)의 하프미러(51)와 집광 렌즈(52)가, 상부 관찰 광학계(6) 및 상부 조명계(7)와 공용되게 되어 있다. 이에 따라, 상부 조명 광원(S1)으로부터 발해진 상부 조명광(L1)은, 도시하지 않은 경통 내에 설치된 하프미러(71)에서 반사되고, 또한 조사 광학계(5)를 구성하는 하프미러(51)를 투과한 후, 집광 렌즈(52)로 집광되어, 피가공물(10)에 조사되게 되어 있다. 또한, 상부 관찰 광학계(6)에 있어서는, 상부 조명광(L1)이 조사된 상태에서, 집광 렌즈(52), 하프미러(51) 및 하프미러(71)를 투과한 피가공물(10)의 명시야상(明視野像)의 관찰을 행할 수 있게 되어 있다.

또한, 하부 조명계(8)는, 하부 조명 광원(S2)과, 하프미러(81)와, 집광 렌즈(82)를 구비한다. 즉, 레이저 가공 장치(100)에 있어서는, 하부 조명 광원(S2)으로부터 출사되고, 하프미러(81)에서 반사된 후에, 집광 렌즈(82)로 집광된 하부 조명광(L2)을, 스테이지(4)를 개재하여 피가공물(10)에 대하여 조사할 수 있게 되어 있다. 예를 들면, 하부 조명계(8)를 이용하면, 하부 조명광(L2)을 피가공물(10)에 조사한 상태에서, 상부 관찰 광학계(6)에 있어서 그 투과광의 관찰을 행하는 것 등이 가능하다.

나아가서는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 레이저 가공 장치(100)에 있어서는, 피가공물(10)을 하방으로부터 관찰·촬상하기 위한 하부 관찰 광학계(16)가, 구비되어 있어도 좋다. 하부 관찰 광학계(16)는, 하프미러(81)의 하방에 설치된 CCD 카메라(16a)와 당해 CCD 카메라(16a)에 접속된 모니터(16b)를 구비한다. 이러한 하부 관찰 광학계(16)에 있어서는, 예를 들면, 상부 조명광(L1)이 피가공물(10)에 조사된 상태에서 그 투과광의 관찰을 행할 수 있다.

컨트롤러(1)는, 장치 각 부의 동작을 제어하여, 후술하는 실시 형태로의 피가공물(10)의 가공 처리를 실현시키는 제어부(2)와, 레이저 가공 장치(100)의 동작을 제어하는 프로그램(3p)이나 가공 처리시에 참조되는 여러 가지의 데이터를 기억하는 기억부(3)를 추가로 구비한다.

제어부(2)는, 예를 들면 퍼스널 컴퓨터나 마이크로 컴퓨터 등의 범용의 컴퓨터에 의해 실현되는 것이며, 기억부(3)에 기억되어 있는 프로그램(3p)이 당해 컴퓨터로 읽어들여 실행됨으로써, 여러 가지의 구성 요소가 제어부(2)의 기능적 구성 요소로서 실현된다.

기억부(3)는, ROM이나 RAM 및 하드 디스크 등의 기억 매체에 의해 실현된다. 또한, 기억부(3)는, 제어부(2)를 실현하는 컴퓨터의 구성 요소에 의해 실현되는 실시 형태라도 좋고, 하드 디스크의 경우 등, 당해 컴퓨터와는 별체(別體)로 형성되는 실시 형태라도 좋다.

기억부(3)에는, 프로그램(3p)의 외에, 피가공물(10)에 대한 가공 위치를 기술한 가공 위치 데이터(D1)가 기억됨과 함께, 개개의 가공 모드에 있어서의 레이저 가공의 실시 형태에 따른, 레이저광의 개개의 파라미터에 대한 조건이나 스테이지(4)의 구동 조건(혹은 그들의 설정 가능 범위) 등이 기술된 가공 모드 설정 데이터(D2)가 기억된다.

제어부(2)는, 이동 기구(4m)에 의한 스테이지(4)의 구동이나 집광 렌즈(52)의 합초 동작 등, 가공 처리에 관계되는 여러 가지의 구동 부분의 동작을 제어하는 구동 제어부(21)와, 상부 관찰 광학계(6)나 하부 관찰 광학계(16)에 의한 피가공물(10)의 관찰·촬상을 제어하는 촬상 제어부(22)와, 레이저 광원(SL)으로부터의 레이저광(LB)의 조사를 제어하는 조사 제어부(23)와, 흡인 수단(11)에 의한 스테이지(4)로의 피가공물(10)의 흡착 고정 동작을 제어하는 흡착 제어부(24)와, 부여된 가공 위치 데이터(D1) 및 가공 모드 설정 데이터(D2)에 따라 가공 대상 위치로의 가공 처리를 실행시키는 가공 처리부(25)를 주로 구비한다.

이상과 같은 구성의 컨트롤러(1)를 구비하는 레이저 가공 장치(100)에 있어서는, 오퍼레이터로부터, 가공 위치 데이터(D1)에 기술된 가공 위치를 대상으로 한 소정의 가공 모드에 의한 가공의 실행 지시가 부여되면, 가공 처리부(25)가, 가공 위치 데이터(D1)를 취득함과 함께 선택된 가공 모드에 대응하는 조건을 가공 모드 설정 데이터(D2)로부터 취득하고, 당해 조건에 따른 동작이 실행되도록, 구동 제어부(21)나 조사 제어부(23) 그 이외의 것을 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(23)에 의해 실현된다. 이에 따라, 대상이 된 가공 위치에 있어서, 지정된 가공 모드에서의 가공이 실현된다.

바람직하게는, 레이저 가공 장치(100)는, 가공 처리부(25)의 작용에 의해 컨트롤러(1)에 있어서 오퍼레이터에게 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.

이상과 같은 구성을 가짐으로써, 레이저 가공 장치(100)는, 여러 가지의 레이저 가공을 적절하게 행할 수 있게 되어 있다.

＜균열 신전 가공의 원리＞

다음으로, 레이저 가공 장치(100)에 있어서 실현 가능한 가공 수법의 하나인 균열 신전 가공에 대해서 설명한다. 도 2는, 균열 신전 가공에 있어서의 레이저광(LB)의 조사 실시 형태를 설명하기 위한 도면이다. 보다 상세하게는, 도 2는, 균열 신전 가공시의 레이저광(LB)의 반복 주파수 R(㎑)과, 레이저광(LB)의 조사에 있어서 피가공물(10)을 올려놓는 스테이지의 이동 속도 V(㎜/sec)와, 레이저광(LB)의 빔 스폿 중심 간격 Δ(㎛)와의 관계를 나타내고 있다. 또한, 이후의 설명에서는, 전술한 레이저 가공 장치(100)를 사용하는 것을 전제로, 레이저광(LB)의 출사원은 고정되고, 피가공물(10)이 올려놓여진 스테이지(4)를 이동시킴으로써, 피가공물(10)에 대한 레이저광(LB)의 상대적인 주사가 실현되는 것으로 하지만, 피가공물(10)은 정지시킨 상태에서, 레이저광(LB)의 출사원을 이동시키는 실시 형태라도, 균열 신전 가공은 동일하게 실현 가능하다.

도 2에 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. 피가공물(10)이 올려놓여진 스테이지(4)가 속도 V(㎜/sec)로 이동하는 경우, 어느 레이저 펄스가 발해지고 나서 다음의 레이저 펄스가 발해지는 동안에, 피가공물(10)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.

이 점에서, 피가공물(10)의 표면에 있어서의 레이저광(LB)의 빔 지름(빔 웨스트 지름, 스폿 사이즈라고도 칭함) Db와 빔 스폿 중심 간격 Δ가

Δ＞Db·····(식 1)

을 충족시키는 경우에는, 레이저광의 주사시에 있어서 개개의 레이저 펄스는 겹치지 않게 된다.

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.

이것을 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 형성되게 된다. 이와 같이, 균열 신전 가공에 의해 연속적으로 형성된 균열이, 피가공물(10)을 분할할 때의 분할의 기점이 된다.

그리고, 예를 들면 공지의 브레이크 장치를 이용하여, 균열 신전 가공에 의해 형성된 균열을 패턴이 있는 기판(W)의 반대면에까지 신전시키는 브레이크 공정을 행함으로써, 피가공물(10)을 분할하는 것이 가능해진다. 또한, 균열의 신전에 의해 피가공물(10)이 두께 방향에 있어서 완전하게 분단되는 경우, 전술한 브레이크 공정은 불필요하지만, 일부의 균열이 반대면에까지 도달했다고 해도 균열 신전 가공에 의해 피가공물(10)은 완전하게 2분되는 것은 드물기 때문에, 브레이크 공정을 수반하는 것이 일반적이다.

브레이크 공정은, 예를 들면, 피가공물(10)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 위치로 향하여 상측 브레이크 바를 강하시키도록 함으로써 행할 수 있다.

또한, 가공 흔적의 피치에 상당하는 빔 스폿 중심 간격 Δ가 너무 지나치게 크면, 브레이크 특성이 나빠져 가공 예정선을 따른 브레이크가 실현되지 않게 된다. 균열 신전 가공시에는, 이 점을 고려하여 가공 조건을 정할 필요가 있다.

이상의 점을 감안한, 피가공물(10)에 분할 기점이 되는 균열을 형성하기 위한 균열 신전 가공을 행함에 있어서 적합한 조건은, 대략 이하와 같다. 구체적인 조건은, 피가공물(10)의 재질이나 두께 등에 따라 적절하게 선택하면 좋다.

펄스폭 τ: 1psec 이상 50psec 이하;

빔 지름 Db: 1㎛ 이상 10㎛ 이하;

스테이지 이동 속도 V: 50㎜/sec 이상 3000㎜/sec 이하;

펄스의 반복 주파수 R: 10㎑ 이상 200㎑ 이하;

펄스 에너지 E: 0.1μJ∼50μJ.

＜패턴이 있는 기판＞

다음으로, 피가공물(10)의 일 예로서의 패턴이 있는 기판(W)에 대해서 설명한다. 도 3은, 패턴이 있는 기판(W)의 개략 평면도 및 부분 확대도이다.

패턴이 있는 기판(W)이란, 예를 들면 사파이어 등의 단결정 기판(웨이퍼, 모기판)(W1)(도 4 참조)의 한쪽 주면 상에, 소정의 디바이스 패턴을 적층 형성하여 이루어지는 것이다. 디바이스 패턴은, 개편화된 후에 각각이 1개의 디바이스 칩을 이루는 복수의 단위 패턴(UP)을 2차원적으로 반복 배치한 구성을 갖는다. 예를 들면, LED 소자 등의 광학 디바이스나 전자 디바이스가 되는 단위 패턴(UP)이 2차원적으로 반복된다.

또한, 패턴이 있는 기판(W)은 평면에서 보아 대략 원형 형상을 이루고 있지만, 외주의 일부에는 직선 형상의 오리엔테이션 플랫(OF)이 구비되어 있다. 이후, 패턴이 있는 기판(W)의 면 내에 있어서 오리엔테이션 플랫(OF)의 연재 방향을 X방향이라고 칭하고, X방향에 직교하는 방향을 Y방향이라고 칭하는 것으로 한다.

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.

예를 들면, LED칩 제조용의 패턴이 있는 기판(W)이면, GaN(질화 갈륨)을 비롯한 Ⅲ족 질화물 반도체로 이루어지는, 발광층 그 이외의 복수의 박막층을, 사파이어 단결정의 위에 에피택셜 형성하고, 또한 당해 박막층의 위에, LED 소자(LED칩)에 있어서 통전 전극을 구성하는 전극 패턴을 형성함으로써 구성되어 이루어진다.

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 수도(數度) 정도 경사시킨, 소위 오프각을 부여한 기판(오프 기판이라고도 칭함)을 이용하는 실시 형태라도 좋다.

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 형태로 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.

＜오프 기판을 이용한 패턴이 있는 기판(W)의 분할＞

이하, 단결정 기판(W1)으로서 전술한 오프 기판이 이용되고 있는 패턴이 있는 기판(W)을 스트리트(ST)를 따라 분할하기 위해, 스트리트(ST)의 중심에 정한 가공 예정선(PL)(PL1, PL2)을 따라 균열 신전 가공을 행하는 경우를 생각한다.

또한, 본 실시 형태에서는, 이러한 실시 형태로의 균열 신전 가공을 행함에 있어서, 패턴이 있는 기판(W) 중, 디바이스 패턴이 형성되어 있지 않은 측의 면, 즉, 단결정 기판(W1)이 노출된 주면(Wa)(도 4 참조)으로 향하여, 레이저광(LB)을 조사하는 것으로 한다. 즉, 디바이스 패턴이 형성되어 이루어지는 측의 주면(Wb)(도 4 참조)을 피재치면으로 하고 레이저 가공 장치(100)의 스테이지(4)에 재치 고정하여, 레이저광(LB)의 조사를 행하는 것으로 한다. 또한, 엄밀하게 말하면, 디바이스 패턴의 표면에는 요철이 존재하지만, 당해 요철은 패턴이 있는 기판(W) 전체의 두께에 비하여 충분히 작기 때문에, 실질적으로는, 패턴이 있는 기판(W)의 디바이스 패턴이 형성되어 이루어지는 측에는 평탄한 주면이 구비되어 있다고 간주하여 지장이 없다. 혹은, 디바이스 패턴이 형성된 단결정 기판(W1)의 주면을 패턴이 있는 기판(W)의 주면(Wb)으로 간주하도록 해도 좋다.

이는, 균열 신전 가공의 실시에 있어서 본질적으로 필수의 실시 형태는 아니지만, 스트리트(ST)의 폭이 작은 경우나, 스트리트(ST)의 부분에까지 박막층이 형성되어 이루어지는 경우 등, 레이저광의 조사가 디바이스 패턴에 부여하는 영향을 작게 하거나, 혹은, 보다 확실한 분할을 실현한다는 점에서, 바람직한 실시 형태이다. 또한, 도 3에 있어서 단위 패턴(UP)이나 스트리트(ST)를 파선으로 나타내고 있는 것은, 단결정 기판이 노출된 주면(Wa)이 레이저광의 조사 대상면이며, 디바이스 패턴이 형성된 주면(Wb)이 그 반대측을 향하고 있는 것을 나타내기 때문이다.

도 4는, 레이저 가공 장치(100)에 있어서, 균열 신전을 발생시키는 조사 조건을 설정한 후에, X방향으로 연재(extend)되는 가공 예정선(PL1)을 따라 균열 신전 가공을 행한 경우의, 패턴이 있는 기판(W)의 두께 방향에 있어서의 균열(크랙)(CR0)의 모양을 나타내는 개략 단면도이다. 보다 상세하게는, 도 4는, 패턴이 있는 기판(W)의 X방향에 수직인 단면에 있어서의 균열(CR0)의 신전의 모양을 나타내고 있다.

이러한 경우, 균열(CR0)은, 가공 흔적(M)으로부터 연직 하방에, 즉, 가공 예정선(PL1)으로부터 패턴이 있는 기판(W)의 두께 방향으로 연재되는 면(P1)을 따라, 신전된다. 그렇기 때문에, 브레이크 공정을 행하면, 패턴이 있는 기판(W)은 X방향에 대해서는 면(P1)의 부분에서 수직으로 분할된다. 즉, 분할면과 주면(Wb)이 이루는 각은, 90°가 된다.

한편, 도 5는, Y방향으로 연재되는 가공 예정선(PL2)을 따라 균열 신전 가공을 행한 경우의, 패턴이 있는 기판(W)의 두께 방향에 있어서의 균열(CR1 또는 CR2)의 모양을 나타내는 개략 단면도이다. 보다 상세하게는, 도 5는, 패턴이 있는 기판(W)의 Y방향에 수직인 단면에 있어서의 균열(CR1 또는 CR2)의 신전의 모양을 나타내고 있다. 또한, 도 6은, 도 4에 나타내는 실시 형태와 도 5에 나타내는 실시 형태를 조합하여 패턴이 있는 기판(W)을 분할함으로써 얻어지는 디바이스 칩의 개략 평면도이다.

우선, 도 5(a)는, 대비를 위해 나타내는, Y방향으로 연재되는 가공 예정선(PL2)을 따른 균열 신전 가공을 도 4에 가공 결과를 나타낸 X방향에 있어서의 균열 신전 가공과 대략 동일한 가공 조건으로 행한 경우의, 패턴이 있는 기판(W)의 두께 방향에 있어서의 균열(CR1)의 모양을 나타내는 개략 단면도이다. 여기에서, Y방향에 있어서의 가공을 X방향에 있어서의 가공과 대략 동일한 가공 조건으로 행하는 것은, 양자의 조사 조건을 완전하게 동일하게 하는 경우뿐만 아니라, 전자의 가공시의 레이저광(LB)의 피크 파워(혹은 펄스 에너지)를, 후자의 가공시의 레이저광(LB)의 피크 파워(혹은 펄스 에너지)의 90％ 이상 100％ 이하로 하는 경우도 포함하는 것으로 한다.

도 5(a)에 나타내는 바와 같이, Y방향으로 연재되는 가공 예정선(PL2)을 따른 균열 신전 가공을, X방향에 있어서의 가공과 대략 동일한 가공 조건으로 행한 경우, 균열(CR1)은, 가공 흔적(M)으로부터 연직 하방으로 향하여, 즉, 가공 예정선(PL2)으로부터 패턴이 있는 기판(W)의 두께 방향으로 연재되는 면(P2)을 따라 신전하는 것이 아니라, 가공 흔적(M)으로부터 멀어질수록 면(P2)으로부터 어긋나는 실시 형태로 신전된다. 결과적으로, 디바이스 패턴이 구비되는 측의 주면(Wb)에 있어서는, 면(P2)으로부터 거리(w0)만큼 어긋난 부분이, 균열(CR1)의 종단 위치(T1)가 된다. 그리고, 이러한 실시 형태로 균열(CR1)이 형성된 패턴이 있는 기판(W)을 브레이크한 경우, 분할면은 면(P2)에 대하여 경사진 상태가 된다. 구체적으로는, 분할면과 주면(Wb)이 이루는 각은, 최대라도 83° 정도에 그친다.

또한, 이러한 실시 형태로 균열(CR1)이 신전되는 것은, 단결정 기판(W1)에 오프 기판을 이용한 경우에 현저하지만, 오프 기판을 이용하지 않는 경우에도 일어날 수 있는 것으로 되어 있고, 그 원인은 반드시 특정되지 않다. 또한, 도 5(a)에서는 종단 위치(T1)가 면(P1)보다도 도면에서 보아 좌측에 위치하고 있지만, 면(P1)과 종단 위치(T1)와의 배치 관계는 이것으로 한정되지 않고, 종단 위치(T1)가 면(P1)보다도 도면에서 보아 우측에 위치하는 경우도 일어날 수 있다.

도 6(a)에, 도 4에 나타내는 실시 형태와 도 5(a)에 나타내는 실시 형태를 조합하여 얻어지는 디바이스 칩(CP)을 나타내고 있지만, Y방향을 따른 분할면의 가공 예정선(PL2)으로부터의 어긋남에 기인하여, 단위 패턴(UP)이 도면에서 보아 좌우 방향으로 편재한 상태로 되어 있다.

도 5(a)에 나타내는 경우에 있어서는, 균열(CR1)의 종단 위치(T1)가 스트리트(ST)에 머물러 있는 경우를 예시하고 있지만, 스트리트(ST)가 보다 좁은 경우나, 균열(CR1)의 경사 정도가 보다 큰 경우 등, 종단 위치(T1)가 스트리트(ST)에 머무르지 않는 경우도 일어날 수 있다. 이러한 경우, 얻어진 디바이스 칩은 불량품이 된다. 따라서, 분할면의 경사에 연결되는 균열(CR1)의 경사는 가능한 한 억제되는 편이 바람직하다.

한편, 도 5(b)는, 본 실시 형태에 있어서 행하는, Y방향으로 연재되는 가공 예정선(PL2)을 따른 균열 신전 가공에서의, 패턴이 있는 기판(W)의 두께 방향에 있어서의 균열(CR2)의 모양을 나타내는 개략 단면도이다. 본 실시 형태에서는, Y방향으로 연재되는 가공 예정선(PL2)을 따라 균열 신전 가공을 행할 때의, 레이저광(LB)의 피크 파워(혹은 펄스 에너지)를, 도 4에 가공 결과를 나타낸 X방향에 있어서의 가공시의 레이저광(LB)의 피크 파워(혹은 펄스 에너지)의 50％ 이상 70％ 이하로 한다.

이러한 경우에 발생하는 균열(CR2)에 있어서도, 도 5(a)에 나타낸 균열(CR1)의 경우와 동일하게, 가공 흔적(M)으로부터 연직 하방으로 향하여, 즉, 가공 예정선(PL2)으로부터 패턴이 있는 기판(W)의 두께 방향으로 연재되는 면(P2)을 따라 신전하는 것이 아니라, 가공 흔적(M)으로부터 멀어질수록 면(P2)으로부터 어긋나는 실시 형태로 신전된다. 단, 균열(CR2)은, 패턴이 있는 기판(W)의 반대면에까지 도달하는 일은 없고, 그 종단 위치(T2)는, 기판 내부에 머무른다. 이는, 균열 신전 가공을 행할 때의, 레이저광(LB)의 피크 파워(혹은 펄스 에너지)를, X방향을 가공하는 경우보다도 약하게 한 것의 효과이다. 환언하면, 본 실시 형태에 있어서는, Y방향에 있어서의 균열 신전 가공을 행할 때의 레이저광(LB)의 피크 파워(혹은 펄스 에너지)를, 패턴이 있는 기판(W)의 피조사면과 반대면에까지 균열(CR2)이 도달하는 일이 없는 값으로 설정하고 있는 것이 된다.

이후, 이러한 Y방향에 대한 균열 신전 가공을 특히, 부분 균열 신전 가공이라고 칭하는 것으로 한다.

Y방향에 대해서 부분 균열 신전 가공을 행하고, 균열(CR2)을 패턴이 있는 기판(W)의 내부에 머물게 한 상태로 한 후에는, 브레이크 공정을 행하게 되지만, 이러한 브레이크 공정시에 새롭게 발생하는 균열(CR3)은, 도 5(b)에 나타내는 바와 같이, 종단 위치(T2)로부터 연직 하방에, 즉, 면(P2)에 평행하게 신전된다. 이 경우, 디바이스 패턴이 구비되는 측의 주면(Wb)에 있어서는, 면(P2)으로부터 거리(w1)만큼 어긋난 부분이, 균열(CR3)의 종단 위치(T3)가 되지만, 종단 위치(T3)와 면(P2)과의 거리(w1)는, 도 5(a)에 나타내는 거리(w0)보다도 작아진다. 이러한 경우에 형성되는 분할면은, 엄밀하게 말하면 요철을 갖고 있지만, 전체로서 보면, 면(P2)에 대한 경사의 정도는, X방향과 동일한 조사 조건으로 레이저광(LB)을 조사한 경우의 분할면보다도 작아져 있다. 구체적으로는, 분할면과 주면(Wb)이 이루는 각은, 85°∼87° 정도가 된다.

도 6(b)에, 도 4에 나타내는 실시 형태와 도 5(b)에 나타내는 실시 형태를 조합하여 얻어지는 디바이스 칩(CP)을 나타내고 있지만, 도 6(a)에 나타낸 경우에 비하여, Y방향을 따른 분할면의 가공 예정선(PL2)으로부터의 어긋남이 작은 점에서, 도면에서 보아 좌우 방향에 있어서의 단위 패턴(UP)의 편재는 억제되어 이루어진다.

즉, 본 실시 형태의 경우, Y방향에 대해서 부분 균열 신전 가공을 행함으로써, X방향과 동일한 조사 조건으로 Y방향의 균열 신전 가공을 행하는 경우에 비하여, 분할면의 경사는 보다 억제되어, 신전된 균열의 스트리트(ST)로부터의 비어져 나옴이 보다 일어나기 어려워진다.

단, 부분 균열 신전 가공을 적용한 패턴이 있는 기판(W)의 분할은, 단결정 기판(W)이 전술한 바와 같은 오프 기판이 아닌 경우라도 유효하다. 왜냐하면, 전술한 바와 같이, 오프 기판이 아닌 경우에도 분할면의 경사는 발생할 수 있는 것이며, 그 경우에도 동일한 작용 효과를 나타내기 때문이다. 혹은, 균열(CR2)이 가공 흔적으로부터 연직 하방으로 신전되어 패턴이 있는 기판(W)의 내부에서 머무르고, 그 후의 브레이크 공정에 있어서 균열(CR3)은 그대로 연직 하방으로 신전되는 것이면, 분할면의 경사는 발생하지 않고, 결과로서 적합한 분할을 행할 수 있었던 것이 되기 때문이다.

이와 같이, 본 실시 형태에 의하면, 균열 신전 가공에 의해 패턴이 있는 기판(W)을 오리엔테이션 플랫(OF)에 평행한 X방향을 따른 스트리트(ST)와 이에 수직인 Y방향을 따른 스트리트(ST)에 있어서 분할함에 있어서, Y방향을 따른 균열 신전 가공을, X방향에 있어서의 균열 신전 가공에서 부여하는 레이저광의 피크 파워의 50％ 이상 70％ 이하의 피크 파워로 한, 부분 균열 신전 가공으로서 행하도록 한다. 이에 따라, 분할면의 경사가 충분하고 그리고 확실하게 억제된 분할이 실현된다.

(실시예)

Y방향을 축으로 하여 결정면을 주면에 대하여 경사시킨 오프 기판인 사파이어 단결정을 단결정 기판(W1)으로 하고, 당해 단결정 기판(W1)의 위에, XY 2방향으로 복수의 스트리트(ST)를 형성한 패턴이 있는 기판(W)을 준비하고, 당해 패턴이 있는 기판(W)을, X방향에 대해서는 통상의 균열 신전 가공을 행하고, Y방향에 대해서 부분 균열 신전 가공을 행함으로써, 개편화했다. 그때에는, 가공 조건을 2가지로 달리하여(보다 구체적으로는, X방향의 가공 조건과 Y방향의 가공 조건과의 조합을 2가지로 달리하여), 각각을 실시예 1과 실시예 2로 했다.

또한, 비교를 위해, 실시예 1 및 실시예 2의 Y방향에 대한 가공 조건을 X방향에 대한 가공 조건과 대략 동일하게 한 가공을 행하여, 각각 비교예 1, 비교예 2로 했다.

각 실시예 및 각 비교예에 있어서 얻어진 가공 후의 시료에 대해서, Y방향을 따른 분할면의 경사의 모양을 관찰하기 위해, Y방향에 수직인 단면을 광학 현미경으로 관찰했다. 또한, 그 관찰상으로부터, Y방향을 따른 분할면의 주면(Wb)에 대한 경사 각도를 산출했다. 또한, 경사 각도의 산출은, 광학 현미경상에 있어서, 주면(Wa)과 주면(Wb)의 X방향에 있어서의 동일한 단부측(端部側)의 단점(端點)끼리를 연결한 선분과, 주면(Wb)이 이루는 각도를 구함으로써 행했다.

실시예 1과 비교예 1의 가공 조건과 경사 각도의 산출 결과를 표 1에 나타낸다. 또한, 실시예 2와 비교예 2의 가공 조건과 경사 각도의 산출 결과를 표 2에 나타낸다.

또한, 표 1 및 표 2에 있어서는, 반복 주파수와 펄스폭과 피치(빔 스폿 간격)와 피크 파워와 펄스 에너지를, 실시예 1에 있어서의 각각의 X방향에 대한 값( 「공통」이라는 칸에 있어서 나타내고 있는 값)에 대한 비로서 나타내고 있다. 또한, 디포커스값은 13㎛로 했다.

나아가서는, 도 7∼도 10에, 각각, 실시예 1, 비교예 1, 실시예 2, 비교예 2의 Y방향에 수직인 단면에 대한 광학 현미경상을 나타낸다. 또한, 도 7∼도 10은, 시료를 대략 수평 자세로 유지하여 촬상한 것으로, 도면에서 보아 좌우 방향의 양측 단부가, Y방향에 대해서 가공을 행함으로써 얻어진 분할면으로 되어 있다. 또한, 도 7∼도 10에는, 참고를 위해, 연직 상하로 연재되는 파선을 부여하고 있다.

도 7∼도 10 및, 표 1, 표 2에 나타내는 경사 각도의 산출 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 도 7 및 도 9에 나타낸, 파워 비율을 60％대로 하여 부분 균열 신전 가공을 행한 실시예에 따른 시료의 쪽이, 도 8 및 도 10에 나타낸, 파워 비율을(거의) 100％로 한 비교예에 따른 시료보다도, Y방향을 따른 분할면의 경사 정도가 작았다.

이러한 결과는, 부분 균열 신전 가공을 채용하는 것이, Y방향에 대한 분할면의 경사의 억제에 효과가 있는 것을 나타내는 것이다.

1 : 컨트롤러
4 : 스테이지
4m : 이동 기구
5 : 조사 광학계
6 : 상부 관찰 광학계
6a, 16a : 카메라
6b, 16b : 모니터
7 : 상부 조명계
8 : 하부 조명계
10 : 피가공물
10a : 보유지지 시트
11 : 흡인 수단
100 : 레이저 가공 장치
16 : 하부 관찰 광학계
51, 71, 81 : 하프미러
52, 82 : 집광 렌즈
CP : 디바이스 칩
CR0∼CR3 : 균열
L1 : 상부 조명광
L2 : 하부 조명광
LB : 레이저광
M : 가공 흔적
OF : 오리엔테이션 플랫
PL, PL1, PL2 : 가공 예정선
S1 : 상부 조명 광원
S2 : 하부 조명 광원
SL : 레이저 광원
ST : 스트리트
T1, T2, T3 : (균열의) 종단 위치
UP : 단위 패턴
W : 패턴이 있는 기판
W1 : 단결정 기판
Wa, Wb : (패턴이 있는 기판의) 주면

Claims (4)

1. 단결정 기판 상에 복수의 단위 패턴을 2차원적으로 반복 배치하여 이루어지는 패턴이 있는 기판을 가공하는 방법으로서,
   상기 패턴이 있는 기판에 있어서 오리엔테이션 플랫을 따르는 제1 방향으로 연재되도록 설정된 제1 분할 예정선과 상기 제1 방향에 직교하는 제2 방향으로 연재되도록 설정된 제2 분할 예정선을 따라 레이저광을 조사함으로써, 상기 패턴이 있는 기판에 격자 형상으로 분할 기점을 형성하는 분할 기점 형성 공정과,
   상기 패턴이 있는 기판을 상기 분할 기점을 따라 브레이크함으로써 개편화하는 브레이크 공정을 구비하고,
   상기 분할 기점 형성 공정이, 상기 레이저광을 상기 제1 및 제2 분할 예정선을 따라 주사하면서 조사함으로써, 상기 레이저광의 각각의 단위 펄스광에 의해 상기 피(被)가공물에 형성되는 가공 흔적이 상기 제1 및 제2 분할 예정선을 따라 이산적으로 위치하도록 함과 함께, 각각의 가공 흔적으로부터 상기 피가공물에 균열을 신전시키는 균열 신전 가공 공정을 포함하고,
   상기 균열 신전 가공 공정에 있어서는,
   상기 제1 분할 예정선을 따라 상기 분할 기점을 형성할 때에는, 상기 균열이 상기 패턴이 있는 기판의 상기 가공 흔적이 형성된 측의 주면(主面)과는 반대의 주면에까지 도달하는 제1 가공 조건으로 상기 레이저광을 조사하고,
   상기 제2 분할 예정선을 따라 상기 분할 기점을 형성할 때에는, 상기 균열이 상기 패턴이 있는 기판의 내부에서 머무르는 제2 가공 조건으로 상기 레이저광을 조사하는 것을 특징으로 하는 패턴이 있는 기판의 가공 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제2 분할 예정선을 따라 상기 분할 기점을 형성할 때의 상기 레이저광의 피크 파워를 상기 제1 분할 예정선을 따라 상기 분할 기점을 형성할 때의 피크 파워의 50％ 이상 70％ 이하로 하는 것을 특징으로 하는 패턴이 있는 기판의 가공 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 분할 기점 형성 공정에 있어서는, 상기 패턴이 있는 기판 중, 상기 단위 패턴이 형성되어 있지 않은 측의 주면을 상기 레이저광의 피조사면으로 하는 것을 특징으로 하는 패턴이 있는 기판의 가공 방법.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 단결정 기판이, 상기 패턴이 있는 기판의 주면 내에 있어서 오리엔테이션 플랫에 수직인 방향을 축으로 하여 소정의 결정면의 면방위를 주면 법선 방향에 대하여 수도(數度) 정도 경사시킨 오프 기판인 것을 특징으로 하는 패턴이 있는 기판의 가공 방법.

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