KR20150034075A

KR20150034075A - 레이저 가공 장치 및, 패턴이 있는 기판의 가공 조건 설정 방법

Info

Publication number: KR20150034075A
Application number: KR20140058770A
Authority: KR
Inventors: 나오야 기야마
Original assignee: 미쓰보시 다이야몬도 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2013-09-25
Filing date: 2014-05-16
Publication date: 2015-04-02
Also published as: CN104439696A; JP6241174B2; TW201511874A; TWI630052B; JP2015062923A; KR102182426B1; CN104439696B

Abstract

(과제) 패턴이 있는 기판을 양호하게 개편화할 수 있는 가공 조건 설정 방법을 제공한다.
(해결 수단) 단위 펄스광에 의해 패턴이 있는 기판에 형성되는 가공흔이 가공 예정선을 따라 이산적으로 위치하도록 레이저광을 조사하고, 각각의 가공흔으로부터 균열을 신전시키는 균열 신전 가공에 의해 패턴이 있는 기판을 개편화할 때의 가공 조건 설정 방법이, 패턴이 있는 기판 중 패턴 형성면의 반대면의 일부 개소를 오프셋 조건 설정용의 균열 신전 가공인 가(假)가공의 실행 개소로서 설정하는 공정과, 가가공을 행하는 공정과, 가가공의 전후에 있어서, IR광을 조명광으로 하고 패턴 형성면에 초점을 맞추어 가가공 실행 개소를 촬상하고, 얻어진 제1 및 제2촬상 화상에 대해서 가가공시의 가공 방향을 따라 화소값을 적산함으로써 얻어지는 제1 및 제2 화소값 프로파일의 차분값 프로파일을 이용하여, 레이저광의 조사 위치의 오프셋 방향을 특정하는 공정을 구비한다.

Description

레이저 가공 장치 및, 패턴이 있는 기판의 가공 조건 설정 방법{LASER PROCESSING APPARATUS AND METHOD OF ESTABLISHING PROCESSING CONDITION OF A SUBSTRATE WITH PATTERN}

본 발명은, 기판 상에 복수의 단위 패턴을 2차원적으로 반복해 배치하여 이루어지는 패턴이 있는 기판을 분할함에 있어서, 가공 조건을 설정하는 방법에 관한 것으로, 특히, 레이저 가공 장치에 있어서의 가공 조건의 설정 방법에 관한 것이다.

LED 소자는, 예를 들면 사파이어 단결정 등의 기판(웨이퍼, 모기판) 상에 LED 소자의 단위 패턴을 2차원적으로 반복해 형성하여 이루어지는 패턴이 있는 기판(LED 패턴이 있는 기판)을, 격자 형상으로 형성된 스트리트라고 칭해지는 분할 예정 영역에서 분할하고, 개편화(칩화)하는 프로세스로 제조된다. 여기에서, 스트리트란, 분할에 의해 LED 소자가 되는 2개의 부분의 간극 부분인 협폭의 영역이다.

이러한 분할을 위한 수법으로서, 펄스 폭이 psec 오더의 초단 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 공지되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조). 특허 문헌 1에 개시된 수법에 있어서는, 각각의 단(單)펄스광의 피조사 영역에 있어서 형성되는 가공흔의 사이에서 벽개(劈開)나 열개(裂開)에 의한 균열 신전(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 가공흔으로부터의 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 가공흔으로부터 수직인 방향으로 발생하는 것인 것에 대하여, 동일한 조사 조건으로 오리엔테이션 플랫에 수직인 스트리트를 따라 레이저광을 조사한 경우, 균열은, 수직 방향이 아니라 수직 방향으로부터 경사진 방향으로 신전된다는 상위(相違)가 있는 것이, 경험적으로 알려져 있다. 게다가, 이러한 균열이 경사지는 방향은, 동일 웨이퍼면 내에서는 일치하지만, 개개의 패턴이 있는 기판에 따라서는 상이한 경우가 있다.

또한, 패턴이 있는 기판에 이용하는 사파이어 단결정 기판으로서는, c면이나 a면 등의 결정면의 면방위가 주면 법선 방향과 일치하여 이루어지는 것 외에, 주면 내에 있어서 오리엔테이션 플랫에 수직인 방향을 경사축으로 하고 그들의 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 기판이든 아니든 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 좁고 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 도달해버린다는 문제가 일어날 수 있다. 이러한 문제의 발생은, LED 소자의 수율을 저하시키는 요인이 되기 때문에, 바람직하지 않다.

이러한 수율의 저하를 억제하려면, 개개의 패턴이 있는 기판을 가공함에 있어서, 균열이 경사지는 방향을 특정하고, 이에 따라서, 가공 조건, 예를 들면 가공 위치를 설정할 필요가 있지만, 특히, LED 소자의 양산 과정에 있어서는, 가공 생산성을 향상시키기 위해, 개개의 패턴이 있는 기판에 대한 가공 조건의 설정을 신속하게 행하는 것이 요구된다.

본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 패턴이 있는 기판을 양호하게 개편화할 수 있도록, 가공 조건을 설정하는 방법 및, 이것을 실현하는 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 청구항 1의 발명은, 레이저광을 출사하는 출사원과, 단결정 기판 상에 복수의 단위 디바이스 패턴을 2차원적으로 반복해 배치하여 이루어지는 패턴이 있는 기판을 고정 가능한 스테이지를 구비하고, 상기 출사원과 상기 스테이지를 상대적으로 이동시킴으로써 상기 레이저광을 소정의 가공 예정선을 따라 주사하면서 상기 패턴이 있는 기판에 조사 가능한 레이저 가공 장치로서, 상기 레이저광의 각각의 단위 펄스광에 의해 상기 패턴이 있는 기판에 형성되는 가공흔이 상기 가공 예정선을 따라 이산적으로 위치하도록 상기 레이저광을 조사함으로써, 각각의 상기 가공흔으로부터 상기 패턴이 있는 기판에 균열을 신전시키는, 균열 신전 가공이 실행 가능함과 함께, 상기 스테이지에 올려놓여진 상기 패턴이 있는 기판에 대하여 조명광으로서 IR광을 발하는 조명 수단과, 상기 스테이지에 올려놓여진 상기 패턴이 있는 기판을 촬상 가능한 촬상 수단과, 상기 균열 신전 가공시에 상기 레이저광의 조사 위치를 상기 가공 예정선으로부터 오프셋시키기 위한 오프셋 조건을 설정하는 오프셋 조건 설정 수단을 추가로 구비하고, 상기 오프셋 조건 설정 수단은, 상기 복수의 단위 디바이스 패턴이 형성되어 이루어지는 측이 피재치면이 되도록 상기 패턴이 있는 기판을 상기 스테이지에 올려놓은 상태에서, 상기 패턴이 있는 기판 중 상기 피재치면의 반대면의 일부 개소를 상기 오프셋 조건 설정용의 상기 균열 신전 가공의 실행 개소로서 설정하고, 상기 실행 개소에 대하여 상기 오프셋 조건 설정용의 상기 균열 신전 가공인 가(假)가공을 행하게 함과 함께, 상기 촬상 수단에 상기 가가공의 전후에 있어서, 상기 조명 수단으로부터 상기 IR광을 상기 조명광으로서 발한 상태에서, 상기 패턴이 있는 기판의 상기 복수의 단위 디바이스 패턴이 형성되어 이루어지는 측의 면에 초점을 맞춘 상태에서 상기 가가공의 상기 실행 개소를 촬상시킴으로써, 제1 및 제2 촬상 화상을 취득시키고, 상기 제1 및 제2 촬상 화상의 각각에 대해서 상기 가가공시의 가공 방향을 따라 화소값을 적산함으로써 제1 및 제2 화소값 프로파일을 생성한 후에, 상기 제1 및 제2 화소값 프로파일의 차분값 프로파일을 생성하고, 상기 차분값 프로파일에 기초하여, 상기 패턴이 있는 기판을 개편화하기 위한 상기 균열 신전 가공시에 상기 레이저광의 상기 조사 위치를 오프셋시켜야 할 방향을 특정하는 것을 특징으로 한다.

청구항 2의 발명은, 청구항 1에 기재의 레이저 가공 장치로서, 상기 패턴이 있는 기판이, 상기 피재치면의 상기 반대면에 다중 반사막을 구비하는 것을 특징으로 한다.

청구항 3의 발명은, 청구항 1 또는 청구항 2에 기재의 레이저 가공 장치로서, 상기 오프셋 조건 설정 수단은, 상기 차분값 프로파일에 있어서 극값을 사이에 두는 2개의 근사 곡선의 기울기에 기초하여, 상기 균열 신전 가공시에 상기 레이저광의 상기 조사 위치를 오프셋시켜야 할 방향을 특정하는 것을 특징으로 한다.

청구항 4의 발명은, 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 하나에 기재의 레이저 가공 장치로서, 상기 오프셋 조건 설정 수단은, 상기 균열 신전 가공시에 상기 레이저광의 조사 위치를 상기 가공 예정선으로부터 오프셋시킬 때의 오프셋량을, 미리 취득된 상기 균열 신전 가공의 대상으로 여겨지는 상기 패턴이 있는 기판의 개체 정보에 기초하여 결정하는 것을 특징으로 한다.

청구항 5의 발명은, 단결정 기판 상에 복수의 단위 디바이스 패턴을 2차원적으로 반복해 배치하여 이루어지는 패턴이 있는 기판에 대하여 레이저광을 조사함으로써 상기 패턴이 있는 기판을 개편화하는 가공을 행할 때의 가공 조건을 설정하는 방법으로서, 상기 패턴이 있는 기판을 개편화하는 가공이, 상기 레이저광의 각각의 단위 펄스광에 의해 상기 패턴이 있는 기판에 형성되는 가공흔이 상기 가공 예정선을 따라 이산적으로 위치하도록 상기 레이저광을 조사하고, 각각의 상기 가공흔으로부터 상기 패턴이 있는 기판에 균열을 신전시키는 균열 신전 가공이며, 상기 균열 신전 가공에 앞서, 상기 균열 신전 가공시에 상기 레이저광의 조사 위치를 상기 가공 예정선으로부터 오프셋시키기 위한 오프셋 조건을 설정하는 오프셋 조건 설정 공정을 구비하고, 상기 오프셋 조건 설정 공정은, 상기 패턴이 있는 기판 중 상기 복수의 단위 디바이스 패턴이 형성되어 이루어지는 측의 면의 반대면의 일부 개소를 상기 오프셋 조건 설정용의 상기 균열 신전 가공인 가가공의 실행 개소로서 설정하는 설정 공정과, 상기 조명 수단으로부터 상기 IR광을 상기 조명광으로서 발한 상태에서, 소정의 촬상 수단에, 상기 복수의 단위 디바이스 패턴이 형성되어 이루어지는 측의 면에 초점을 맞춘 상태에서 상기 가가공의 상기 실행 개소를 촬상시켜 제1 촬상 화상을 취득시키는 제1 촬상 공정과, 상기 실행 개소에 대하여 상기 가가공을 행하는 가가공 공정과, 상기 조명 수단으로부터 상기 IR광을 상기 조명광으로서 발한 상태에서, 상기 소정의 촬상 수단에, 상기 복수의 단위 디바이스 패턴이 형성되어 이루어지는 측의 면에 초점을 맞춘 상태에서 상기 가가공의 상기 실행 개소를 촬상시켜 제2 촬상 화상을 취득시키는 제2 촬상 공정과, 상기 제1 및 제2 촬상 화상의 각각에 대해서 상기 가가공시의 가공 방향을 따라 화소값을 적산함으로써 제1 및 제2 화소값 프로파일을 생성한 후에, 상기 제1 및 제2 화소값 프로파일의 차분값 프로파일을 생성하고, 상기 차분값 프로파일에 기초하여, 상기 패턴이 있는 기판을 개편화하기 위한 상기 균열 신전 가공시에 상기 레이저광의 상기 조사 위치를 오프셋시켜야 할 방향을 특정하는 오프셋 방향 특정 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다.

청구항 6의 발명은, 청구항 5에 기재의 패턴이 있는 기판의 가공 조건 설정 방법으로서, 상기 패턴이 있는 기판이, 상기 피재치면의 상기 반대면에 다중 반사막을 구비하는 것을 특징으로 한다.

청구항 7의 발명은, 청구항 5 또는 청구항 6에 기재의 패턴이 있는 기판의 가공 조건 설정 방법으로서, 상기 오프셋 방향 특정 공정에 있어서는, 상기 차분값 프로파일에 있어서 극값을 사이에 두는 2개의 근사 곡선의 기울기에 기초하여, 상기 균열 신전 가공시에 상기 레이저광의 상기 조사 위치를 오프셋시켜야 할 방향을 특정하는 것을 특징으로 한다.

청구항 8의 발명은, 청구항 5 내지 청구항 7 중 어느 하나에 기재의 패턴이 있는 기판의 가공 조건 설정 방법으로서, 상기 오프셋 조건 설정 공정이, 상기 균열 신전 가공시에 상기 레이저광의 조사 위치를 상기 가공 예정선으로부터 오프셋시킬 때의 오프셋량을, 미리 취득된 상기 균열 신전 가공의 대상으로 여겨지는 상기 패턴이 있는 기판의 개체 정보에 기초하여 결정하는 오프셋량 결정 공정을 추가로 구비하는 것을 특징으로 한다.

청구항 1 내지 청구항 8의 발명에 의하면, 균열 신전 가공에 의해 패턴이 있는 기판을 개편화할 때에, 오리엔테이션 플랫과 직교하는 방향의 가공에 있어서 균열이 경사질 수 있는 경우에, 레이저광의 조사 위치를 오프셋한 후에 당해 균열 신전 가공을 행할 수 있기 때문에, 패턴이 있는 기판에 형성된, 개개의 디바이스 칩을 구성하는 단위 패턴을 개편화할 때에 있어서 파괴하는 것이 적합하게 억제된다. 그 결과로서, 패턴이 있는 기판을 개편화함으로써 얻어지는 디바이스 칩의 수율이 향상한다.

특히, 청구항 2 및 청구항 6의 발명에 의하면, 조명광으로서 IR광을 이용함으로써, 패턴이 있는 기판이 단위 패턴의 형성면과는 반대면에 다중 반사막을 구비하는 경우라도, 패턴 형성면에까지 신전된 균열의 촬상을 양호하게 행할 수 있어, 결과적으로, 레이저광의 조사 위치의 오프셋 방향을 적합하게 특정할 수 있다.

도 1은 피가공물의 분할에 이용하는 레이저 가공 장치(100)의 구성을 개략적으로 나타내는 개략도이다.
도 2는 균열 신전 가공에 있어서의 레이저광(LB)의 조사 태양(態樣)을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 패턴이 있는 기판(W)의 개략 평면도 및 부분 확대도이다.
도 4는 가공 예정선(PL)을 따라 레이저광(LB)를 조사한 경우의, 패턴이 있는 기판(W)의 Y방향에 수직인 단면에 있어서의 균열 신전의 모습을 나타내는 도면이다.
도 5는 레이저광(LB)의 조사 위치(IP)를 오프셋시켜 균열 신전 가공을 행한 경우의, 패턴이 있는 기판(W)의 두께 방향에 있어서의 균열 신전의 모습을 나타내는 개략 단면도이다.
도 6은 오프셋 조건의 설정 처리의 흐름을 나타내는 도면이다.
도 7은 가가공시의 레이저광(LB)의 조사 위치(IP1)를 예시하는 도면이다.
도 8은 스텝 STP4에 있어서 얻어진 가공 후의 패턴이 있는 기판(W)의 촬상 화상(IM)과, 화소값 프로파일을 얻기 위한 화상 처리 대상 영역(RE)을 예시하는 도면이다.
도 9는 제1 프로파일(PF1), 제2 프로파일(PF2) 및, 차분값 프로파일(ΔPF)을 예시하는 도면이다.
도 10은 스텝 STP8 및 스텝 STP9의 설명을 위해 예시하는 프로파일(PF3)이다.
도 11은 도 10에 나타낸 프로파일(PF3)에 기초하여 작성한 근사 직선 프로파일이다.

(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, 그의 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 된다. 또한, 도 1에 있어서는, 피가공물(10)에 점착성을 갖는 보존유지 시트(10a)를 접착한 후에, 당해 보존유지 시트(10a)의 측을 피재치면으로 하여 피가공물(10)을 스테이지(4)에 올려놓고 있지만, 보존유지 시트(10a)를 이용하는 태양은 필수의 것은 아니다.

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

조사 광학계(5)는, 레이저 광원(SL)과, 도시를 생략한 경통(鏡筒) 내에 구비되는 하프 미러(51)와, 집광 렌즈(52)를 구비한다.

레이저 가공 장치(100)에 있어서는, 개략, 레이저 광원(SL)으로부터 발해진 레이저광(LB)을, 하프 미러(51)에서 반사시킨 후에, 당해 레이저광(LB)을, 집광 렌즈(52)에서 스테이지(4)에 올려놓여진 피가공물(10)의 피가공 부위에 합초(合焦)하도록 집광시켜, 피가공물(10)에 조사하게 되어 있다. 그리고, 이러한 태양에서 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 태양이다. 레이저 광원(SL)으로서는, 파장이 500㎚∼1600㎚인 것을 이용한다. 또한, 전술한 가공 패턴으로의 가공을 실현하기 위해, 레이저광(LB)의 펄스 폭은 1psec∼50psec 정도일 필요가 있다. 또한, 반복 주파수(R)는 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 50㎛ 이하(예를 들면, 5㎛ 이상 30㎛ 이하)의 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, 하프 미러(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, 하프 미러(71)를 구비한다.

이들 상부 관찰 광학계(6)와 상부 조명계(7)는, 조사 광학계(5)와 동축으로 구성되어 이루어진다.

보다 상세하게 말하면, 조사 광학계(5)의 하프 미러(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 않는 경통 내에 형성된 하프 미러(71)에서 반사되고, 추가로 조사 광학계(5)를 구성하는 하프 미러(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), 하프 미러(51) 및 하프 미러(71)를 투과한 피가공물(10)의 명시야상(bright field image)의 관찰을 행할 수 있게 되어 있다.

또한, 하부 조명계(8)는, 하부 조명 광원(S2)과, 하프 미러(81)와, 집광 렌즈(82)를 구비한다. 즉, 레이저 가공 장치(100)에 있어서는, 하부 조명 광원(S2)으로부터 출사되어, 하프 미러(81)에서 반사된 후에, 집광 렌즈(82)에서 집광된 하부 조명광(L2)을, 스테이지(4)를 통하여 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, 하프 미러(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.

또한, 본 실시 형태에 따른 레이저 가공 장치(100)에 있어서는, 조명광으로서 IR광(적외광)을 발하는 것이, 하부 조명 광원(S2)으로 이용된다. 이에 따라, 레이저 가공 장치(100)에 있어서는, 가시광(백색광)을 반사해 버리는 바와 같은 층이 피가공 위치에 구비되는 바와 같은 가공 대상물이라도, 그 투과 관찰을 양호하게 행하는 것이 가능하게 된다. 그러한 피가공물로서는, 예를 들면, 후술하는 바와 같은 다중 반사막(DBR)을 구비하는 패턴이 있는 기판(W) 등이 예시된다. 이러한 패턴이 있는 기판(W)에 있어서는, 다중 반사막(DBR)이 가시광을 거의 투과시키지 않고 반사하게 되어 있다. 물론, 가시광(백색광)을 반사해 버리는 바와 같은 층이 존재하지 않는 피가공물에 대해서도, 양호한 관찰은 가능하다. 혹은 추가로, 상부 조명 광원(S1)에 대해서도, IR광(적외광)을 발하는 것이 이용되는 태양이라도 좋다.

컨트롤러(1)는, 장치 각 부의 동작을 제어하고, 후술하는 태양에서의 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 컴퓨터에 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 태양이라도 좋고, 하드 디스크의 경우 등, 당해 컴퓨터와는 별체로 형성되는 태양이라도 좋다.

기억부(3)에는, 프로그램(3p) 외에, 가공 대상으로 여겨지는 피가공물(10)의 개체 정보(예를 들면, 재질, 결정 방위, 형상(사이즈, 두께) 등) 외에, 가공 위치(또는 스트리트 위치)를 기술한 피가공물 데이터(D1)가 기억됨과 함께, 개개의 가공 모드에 있어서의 레이저 가공의 태양에 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. 또한, 기억부(3)에는, 후술하는 이유로부터 피가공물 데이터(D1)에 기술된 가공 위치에 대하여, 레이저광(LB)의 조사 위치를 소정 거리만큼 오프셋할 필요가 있는 경우에 참조되는 조사 위치 오프셋 데이터(D3)도, 적절히 기억된다.

제어부(2)는, 이동 기구(4m)에 의한 스테이지(4)의 구동이나 집광 렌즈(52)의 합초 동작 등, 가공 처리에 관계하는 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, 주어진 피가공물 데이터(D1) 및 가공 모드 설정 데이터(D2)에 따라 가공 대상 위치로의 가공 처리를 실행시키는 가공 처리부(25)와, 가공 처리에 앞서 레이저광(LB)의 조사 위치의 오프셋에 따른 조건을 설정하는 처리를 담당하는 오프셋 설정부(26)를, 주로 구비한다.

이상과 같은 구성의 컨트롤러(1)를 구비하는 레이저 가공 장치(100)에 있어서는, 오퍼레이터로부터, 피가공물 데이터(D1)에 기술된 가공 위치를 대상으로 한 소정의 가공 모드에 의한 가공의 실행 지시가 주어지면, 가공 처리부(25)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(21)나 조사 제어부(23) 그 외를 통하여 대응하는 각 부의 동작을 제어한다. 예를 들면, 레이저 광원(SL)으로부터 발해지는 레이저광(LB)의 파장이나 출력, 펄스의 반복 주파수, 펄스 폭의 조정 등은, 조사 제어부(23)에 의해 실현된다. 이에 따라, 대상으로 여겨진 가공 위치에 있어서, 지정된 가공 모드에서의 가공이 실현된다.

단, 본 실시 형태에 따른 레이저 가공 장치(100)에 있어서는, 예를 들면 피가공물(10)이 패턴이 있는 기판(W)(도 3 및 도 4 참조)이며, 이러한 패턴이 있는 기판(W)에 대하여 차술하는 균열 신전 가공을 행하는 경우에, 전술한 태양에 의한 레이저 가공에 앞서, 필요에 따라서 레이저광(LB)의 조사 위치를 오프셋할 수 있게 되어 있다. 이러한 레이저광(LB)의 조사 위치의 오프셋의 상세에 대해서는 후술한다.

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

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

<균열 신전 가공의 원리>

다음으로, 레이저 가공 장치(100)에 있어서 실현 가능한 가공 수법 중 하나인 균열 신전 가공에 대해서 설명한다. 도 2는, 균열 신전 가공에 있어서의 레이저광(LB)의 조사 태양을 설명하기 위한 도면이다. 보다 상세하게는, 도 2는, 균열 신전 가공시의 레이저광(LB)의 반복 주파수(R)(㎑)와, 레이저광(LB)의 조사시에 있어서 피가공물(10)을 올려놓는 스테이지의 이동 속도(V)(mm/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 태양이라도, 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(mm/sec)로 이동하는 경우, 임의의 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, 요컨대 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)(Db)과 빔 스폿 중심 간격 Δ가

Δ>Db ·····(식 1)

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

게다가, 단위 펄스광의 조사 시간 요컨대 펄스 폭을 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 변질하거나 하는 한편, 이러한 비산에 수반하여 발생하는 반력을 비롯한 단위 펄스광의 조사에 의해 발생하는 충격이나 응력이, 당해 피조사 위치의 주위에 작용한다는 현상이 발생한다.

이들을 이용하여, 레이저 광원으로부터 잇달아 발해지는 레이저 펄스(단위 펄스광)가, 가공 예정선을 따라 순차적으로 또한 이산적으로 조사되도록 하면, 가공 예정선을 따른, 개개의 단위 펄스광의 피조사 위치에 있어서 미소한 가공흔이 순차적으로 형성됨과 함께, 개개의 가공흔끼리의 사이에 있어서 균열이 연속적으로 형성되고, 나아가서는, 피가공물의 두께 방향으로도 균열이 신전하게 된다. 이와 같이, 균열 신전 가공에 의해 형성된 균열이, 피가공물(10)을 분할할 때의 분할의 기점이 된다. 또한, 레이저광(LB)이 소정의(0이 아닌) 디포커스값 하에서, 디포커스 상태에서 조사되는 경우는, 초점 위치의 근방에 있어서 변질이 발생하고, 이러한 변질이 발생한 영역이 전술의 가공흔이 된다.

또한, 이러한 균열 신전 가공은, 피가공물(10)의 레이저광(LB)의 피조사면에, 예를 들면 다중 반사막(DBR) 등의 금속 박막층이 형성되어 있었다고 해도, 문제없이 행할 수 있다.

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 완전히 분단되는 경우, 전술의 브레이크 공정은 불필요하지만, 일부의 균열이 반대면에까지 도달했다고 해도 균열 신전 가공에 의해 피가공물(10)이 완전히 이분되는 것은 보기 드물기 때문에, 브레이크 공정을 수반하는 것이 일반적이다.

브레이크 공정은, 예를 들면, 피가공물(10)을, 가공흔이 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.

또한, 가공흔의 피치에 상당하는 빔 스폿 중심 간격 Δ가 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 의해 적절히 선택하는 것이 좋다.

펄스 폭(τ): 1psec 이상 50psec 이하;

빔 지름(Db): 약 1㎛∼10㎛ 정도;

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 반복하여 배치한 구성을 갖는다. 예를 들면, LED 소자 등의 광학 디바이스나 전자 디바이스가 되는 단위 패턴(UP)이 2차원적으로 반복된다.

또한, 단결정 기판(W1)의, 디바이스 패턴이 형성되어 이루어지는 주면과는 반대측의 주면에, 다중 반사막(DBR)이 형성되어 이루어진다. 본 실시 형태에 있어서, 다중 반사막(DBR)은, 예를 들면 SiO₂ 등으로 이루어지는 제1 금속 박막층과, 예를 들면 TiO₂ 등으로 이루어지는 제2 금속 박막층이, 반복하여 교대로 적층됨으로써 형성된다. 제1 금속 박막층과 제2 금속 박막층의 두께는 1.0㎛∼4.0㎛ 정도인 것이 적합하고, 반복수는 20∼40 정도가 적합하다.

또한, 패턴이 있는 기판(W)은 평면에서 보았을 때 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 외의 복수의 박막층을, 사파이어 단결정 위에 에피택셜 형성하고, 추가로, 당해 박막층 위에, LED 소자(LED칩)에 있어서 통전 전극을 구성하는 전극 패턴을 형성하고, 추가로, 사파이어 단결정의, 박막층이나 전극 패턴의 형성면과는 반대측의 주면에, 다중 반사막(DBR)을 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 면 방위를 주면 법선 방향에 대하여 수회 정도 경사시킨, 소위 오프각을 부여한 기판(오프 기판이라고도 칭함)을 이용하는 태양이라도 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 태양에서 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.

<패턴이 있는 기판에 있어서의 균열 신전과 가공 위치의 오프셋>

이하, 전술한 바와 같은 패턴이 있는 기판(W)을 스트리트(ST)를 따라 분할하기 위해, 스트리트(ST)의 중심으로 정한 가공 예정선(PL)을 따라 균열 신전 가공을 행하는 경우를 생각한다.

또한, 본 실시 형태에서는, 이러한 태양에서의 균열 신전 가공을 행함에 있어서, 패턴이 있는 기판(W) 중, 다중 반사막(DBR)이 형성되어 이루어지는 측의 주면(Wa)(도 4 참조)을 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 간주해도 지장이 없다. 혹은, 디바이스 패턴이 형성된 단결정 기판(W1)의 주면을 패턴이 있는 기판(W)의 주면(Wb)으로 간주하도록 해도 좋다.

이것은, 균열 신전 가공의 실시에 있어서 본질적으로 필수의 태양은 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 태양이다. 또한, 도 3에 있어서 단위 패턴(UP)이나 스트리트(ST)를 파선으로 나타내고 있는 것은, 다중 반사막(DBR)이 형성되어 이루어지는 주면(Wa)이 레이저광의 조사 대상면이며, 디바이스 패턴이 형성된 주면(Wb)이 그 반대측을 향하고 있는 것을 나타내기 때문이다.

또한, 균열 신전 가공은, 레이저광(LB)에 대하여 소정의(0이 아닌) 디포커스값을 부여하는 디포커스 상태에서 행해지는 것으로 한다. 또한, 디포커스값은, 패턴이 있는 기판(W)의 두께에 대하여 충분히 작은 것으로 한다.

도 4는, 레이저 가공 장치(100)에 있어서, 균열 신전을 발생시키는 조사 조건을 설정한 후에, 오리엔테이션 플랫(OF)과 직교하는 Y방향으로 연재하는 스트리트(ST)의 중심 위치로 설정된 가공 예정선(PL)을 따라 레이저광(LB)을 조사하여, 균열 신전 가공을 행한 경우의, 패턴이 있는 기판(W)의 두께 방향에 있어서의 균열 신전의 모습을 나타내는 개략 단면도이다. 또한, 이후에 있어서는, 패턴이 있는 기판(W)의 주면(Wa)을 패턴이 있는 기판(W)의 표면이라고도 칭하고, 패턴이 있는 기판(W)의 주면(Wb)을 패턴이 있는 기판(W)의 이면(裏面)이라고도 칭하는 경우가 있다.

이러한 경우, 패턴이 있는 기판(W)의 두께 방향에 있어서 주면(Wa)으로부터 수㎛∼30㎛의 거리의 위치에, 가공흔(M)이 Y축 방향을 따라 이산적으로 형성되고, 각각의 가공흔(M)의 사이에 있어서 균열이 신전됨과 함께, 가공흔(M)으로부터 상방(주면(Wa)의 측) 및 하방(주면(Wb)의 측)을 향하여 각각, 균열(CR1) 및 균열(CR2)이 신전된다.

단, 이들 균열(CR1 및 CR2)은, 가공흔(M)의 연직 상방 또는 하방을 향하여, 요컨대, 가공 예정선(PL)으로부터 패턴이 있는 기판(W)의 두께 방향으로 연재하는 면(P1)을 따라 신전되는 것이 아니라, 면(P1)에 대하여 경사지고, 가공흔(M)으로부터 멀어질수록 면(P1)으로부터 어긋나는 태양으로 신전된다. 게다가, X방향에 있어서 균열(CR1)과 균열(CR2)이 면(P1)으로부터 어긋나는 방향은 상반된다.

이러한 태양에서 균열(CR1 및 CR2)이 경사지면서 신전되는 경우, 그 경사의 정도에 따라서는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 균열(CR2)의 종단(T)이(그 후의 브레이크 공정에 의해 신전되는 경우도 포함하여), 스트리트(ST)의 범위를 초과하여, 디바이스 칩을 이루는 단위 패턴(UP)의 부분에까지 신전되어 버리는 일이 일어날 수 있다. 이와 같이 균열(CR1 및 CR2)이 신전된 개소를 기점으로 하여 브레이크를 행하면, 단위 패턴(UP)이 파손되어 버려, 디바이스 칩은 불량품이 되어 버리게 된다. 게다가, 이러한 균열의 경사는, 동일한 패턴이 있는 기판(W)에 있어서 동일한 방향으로 가공을 행하는 한, 다른 가공 위치에 있어서도 동일하게 발생하는 것을, 경험적으로 알 수 있다. 각각의 스트리트(ST)에 있어서 이러한 두께 방향에 있어서의 균열의 경사가 발생하고, 나아가서는 단위 패턴(UP)의 파괴가 일어나 버리면, 양품(良品)인 디바이스 칩의 취출 개수(수율)가 저하되어 버리게 된다.

이러한 문제의 발생을 회피하기 위해, 본 실시의 형태에 있어서는, 균열(CR2)의 종단(T)이 스트리트(ST)의 범위 내에 머무르도록, 레이저광(LB)의 조사 위치를 가공 위치인 가공 예정선(PL)의 설정 위치로부터, 오프셋시키도록 한다.

도 5는, 레이저광(LB)의 조사 위치(IP)를, 도 4에 나타낸 가공 예정선(PL)으로부터 화살표(AR1)로 나타내는 -X방향으로 오프셋시켜 균열 신전 가공을 행한 경우의, 패턴이 있는 기판(W)의 두께 방향에 있어서의 균열 신전의 모양을 나타내는 개략 단면도이다. 도 5에 나타내는 바와 같이 레이저광(LB)의 조사 위치(IP)를 오프셋하면, 단위 패턴(UP)의 파괴는 회피된다.

단, 도 5에 있어서는, 균열(CR2)의 종단(T2)이 가공 예정선(PL)의 바로 아래에 위치하고 있지만, 이것은 필수의 태양은 아니며, 종단(T2)은 스트리트(ST)의 범위 내에 머물러 있으면 좋다.

또한, 도 5에 있어서는, 단위 패턴(UP)이 존재하지 않는 주면(Wa)의 측으로 신전되는 균열(CR1)의 종단(T1)이, 스트리트(ST)의 범위 내에 머물러 있지는 않지만, 디바이스 칩의 기능에 영향을 줄 만큼 현저한 경사가 아닌 한은, 즉시 문제시되는 것은 아니다.

예를 들면, 디바이스 칩의 형상이 미리 규정된 허용 범위 내에 머무르는 한은, 도 5에 나타내는 균열(CR1)과 같은 경사는 허용된다.

또한, 전술한 바와 같은 균열의 경사는, 패턴이 있는 기판(W)에 대하여, 그 오리엔테이션 플랫(OF)과 직교하는 Y방향을 따라 균열 신전 가공을 행하는 경우에만 발생하는 현상이며, 오리엔테이션 플랫(OF)에 평행한 X방향을 따라 균열 신전 가공을 행하는 경우에는 발생하지 않는 것을, 경험적으로 알 수 있다. 즉, X방향을 따라 균열 신전 가공을 행한 경우, 패턴이 있는 기판(W)의 두께 방향에 있어서의 균열의 신전은, 가공흔으로부터 연직 상방 및 연직 하방을 향하여 발생한다.

<오프셋 조건의 설정>

전술한 바와 같이, 패턴이 있는 기판(W)에 대하여 균열 신전 가공을 행하여 개편화하고자 하는 경우, 오리엔테이션 플랫(OF)과 직교하는 Y방향의 가공시에 있어서는, 레이저광(LB)의 조사 위치의 오프셋이 필요해지는 경우가 있다. 그 경우에 있어서 문제가 되는 것은, 도 4 및 도 5에 있어서는 균열(CR1)이 -X방향으로 경사져 신전되고, 균열(CR2)이 ＋X방향으로 경사져 신전되어 있지만, 이것은 어디까지나 예시에 지나지 않고, 양자의 신전 방향은 개개의 패턴이 있는 기판(W)에 의해 교체될 수 있다는 점, 및, 개개의 패턴이 있는 기판(W)에 있어서 균열의 경사가 어느 쪽 방향으로 발생할지는, 실제로 레이저광(LB)을 조사하여 균열 신전 가공을 행해 보지 않으면 알 수 없다는 점이다. 적어도 경사의 방향을 알지 못하면, 실제로 조사 위치를 오프셋을 하는 것은 행할 수 없다.

게다가, 디바이스 칩의 양산 과정에 있어서는, 생산성 향상의 관점에서, 오프셋을 위한 조건을, 자동적으로 또한 가능한 한 신속히 설정하는 것이 요구된다.

도 6은, 이상의 점을 근거로, 본 실시 형태에 따른 레이저 가공 장치(100)에 있어서 행해지는 오프셋 조건의 설정 처리의 흐름을 나타내는 도면이다. 본 실시 형태에 있어서의 오프셋 조건의 설정 처리는, 개략, 개편화하고자 하는 패턴이 있는 기판(W)의 일부에 대하여 실제로 균열 신전 가공을 행하고, 그 결과 발생한 균열의 경사의 방향을 화상 처리에 의해 특정한 후에, 그 특정된 방향에 있어서, 미리 설정된 오프셋량(거리)을 부여하도록 하는 처리이다. 이러한 오프셋 조건의 설정 처리는, 레이저 가공 장치(100)의 컨트롤러(1)에 구비되는 오프셋 설정부(26)가, 기억부(3)에 기억되어 있는 프로그램(3p)에 따라, 장치 각 부를 동작시키고, 또한 필요한 연산 처리 등을 행함으로써 실현된다.

또한, 이러한 설정 처리를 행함에 앞서 미리, 패턴이 있는 기판(W)은 레이저 가공 장치(100)의 스테이지(4) 위에 재치 고정되고, 또한, 그 X방향과 Y방향이 각각, 이동 기구(4m)의 이동 방향인 수평 2축 방향으로 일치하도록, 얼라이먼트 처리가 이루어지고 있는 것으로 한다. 얼라이먼트 처리에는, 특허문헌 1에 개시되어 있는 바와 같은 수법 그 외, 공지의 수법을 적절히 적용 가능하다. 또한, 피가공물 데이터(D1)에는, 가공 대상으로 여겨지는 패턴이 있는 기판(W)의 개체 정보가 기술되어 이루어지는 것으로 한다.

우선 처음에, 오프셋 설정용의 균열 신전 가공을 행하는 위치(레이저광(LB)의 조사 위치)를 결정한다(스텝 STP1). 또한, 이후, 이러한 오프셋 설정용의 균열 신전 가공을 가가공이라고 칭한다.

이러한 가가공은, 그 가공 결과가 디바이스 칩의 패턴 취출에 영향을 주지 않는 위치에서 행하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 패턴이 있는 기판(W)에 있어서 디바이스 칩이 되는 단위 패턴(UP)이 형성되지 않는 외연(外緣) 위치 등을 대상으로 행하는 것이 적합하다. 도 7은, 이 점을 고려한, 가가공시의 레이저광(LB)의 조사 위치(IP1)를 예시하는 도면이다. 도 7에 있어서는, X방향에 있어서의 위치 좌표가 가장 부(負)인 스트리트(ST)(ST1)보다 더, 패턴이 있는 기판(W)의 외연 근처에(X방향 부의 측에) 가가공용의 조사 위치(IP1)를 설정하는 경우를 예시하고 있다. 또한, 도 7에 있어서는, 조사 위치(IP1)를 패턴이 있는 기판(W)의 2개의 외주단 위치에 걸쳐 나타내고 있지만, 반드시 양 외주단 위치의 사이의 전체 범위에 걸쳐 레이저광(LB)을 조사할 필요는 없다.

구체적인 조사 위치(IP1)의 설정의 방법은, 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 미리 부여된 패턴이 있는 기판(W)의 형상에 관한 데이터에 기초하여 이루어지는 태양이라도 좋고, 혹은, 화상 처리에 의해 스트리트(ST)(ST1)의 위치를 특정하고, 그 특정 결과에 기초하여 이루어지는 태양이라도 좋다.

조사 위치(IP1)의 설정 후, 하부 조명 광원(S2)에 의해 패턴이 있는 기판(W)에 대하여 주면(Wb)의 측을 IR광으로 비춘 상태에서, CCD 카메라(6a)의 초점 위치(높이)를 주면(Wb)에 맞추어, 조사 위치(IP1)를 촬상한다(스텝 STP2). 또한, 얻어진 촬상 화상에 소정의 처리를 행함으로써, 조사 위치(IP1)의 근방에 대한 가공 전의 화소값 프로파일(제1 프로파일(PF1))을 생성한다(스텝 STP3).

이어서, 조사 위치(IP1)에 대하여 레이저광(LB)을 조사하여 균열 신전 가공을 행한다(스텝 STP4).

가공 종료 후, 재차, 하부 조명 광원(S2)에 의해 패턴이 있는 기판(W)에 대하여 주면(Wb)의 측을 IR광으로 비춘 상태에서, CCD 카메라(6a)의 초점 위치(높이)를 주면(Wb)에 맞추어, 가공 후의 조사 위치(IP1)를 촬상한다(스텝 STP5). 또한, 얻어진 촬상 화상에 소정의 처리를 행함으로써, 조사 위치(IP1)의 근방에 대한 가공 후의 화소값 프로파일(제2 프로파일(PF2))을 생성한다(스텝 STP6).

또한, 가공 전후의 촬상은, 동일 위치를 대상으로 행하는 것으로 한다. 촬상은, 스트리트(ST)가 직교하는 개소를 포함하여 행하도록 한다. 또한, 전술한 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 레이저 가공 장치(100)에 있어서는, 하부 조명 광원(S2)이 IR광을 발하게 되어 있기 때문에, 주면(Wa)의 측에 다중 반사막(DBR)이 형성되어 있는 패턴이 있는 기판(W)이라도, 주면(Wb)에까지 도달한 균열(CR2)을 양호하게 촬상할 수 있다.

도 8은, 스텝 STP4에 있어서 얻어진 가공 후의 패턴이 있는 기판(W)의 촬상 화상(IM)과, 화소값 프로파일(제1 프로파일(PF1) 및 PF2)을 얻기 위한 화상 처리 대상 영역(RE)을 예시하는 도면이다. 본 실시 형태에 있어서는, 가공 전후 모두, 도 8에 나타내는 바와 같은 스트리트(ST)의 교점에 직사각형 형상의 화상 처리 대상 영역(RE)을 설정한다. 그리고, 가공 전후의 촬상 화상의 각각에 대해서, 당해 화상 처리 대상 영역(RE)에 있어서의 Y좌표가 동일한 위치에 있어서의 화소값(색농도값)을, X방향을 따라 적산함으로써, 제1 프로파일(PF1)과 제2 프로파일(PF2)을 작성한다.

또한, 도 8에 나타내는 촬상 화상(IM)에 있어서 주위보다도 상대적으로 강한 콘트라스트로(구체적으로는 보다 검게) 관찰되는 것이, 주면(Wb)에까지 도달한 균열(CR2)이다.

제2 프로파일(PF2)까지가 얻어지면, 이어서, 후단의 처리의 단순화를 위해 제1 프로파일(PF1)과 제2 프로파일(PF2)을 각각 5점 이동 평균 등의 수법으로 평균화한 후에, 제1 프로파일(PF1)과 제2 프로파일(PF2)의 차분값을 연산하여, 차분값 프로파일(ΔPF)을 생성한다(스텝 STP7).

도 9는, 제1 프로파일(PF1), 제2 프로파일(PF2), 및, 차분값 프로파일(ΔPF)을 예시하는 도면이다. 도 9(a)가 제1 프로파일(PF1)을 예시하고, 도 9(b)가 제2 프로파일(PF2)을 예시하고, 도 9(c)가 차분값 프로파일(ΔPF)을 예시하고 있다. 단, 도 9(c)에 있어서는, 차분값 프로파일(ΔPF)의 도수를 확대한 확대 프로파일(ΔPF')도 아울러 나타내고 있다.

또한, 도 9(a) 및 도 9(b)에 나타내는 제1 프로파일(PF1) 및 제2 프로파일(PF2)에서는, 명도가 낮은(어두운) 곳일수록 높은 도수로 되어 있다. 그렇기 때문에, 균열(CR2)이 존재하는 곳이 높은 도수로 되어 있다.

또한, 도 9(c)에 있어서는, 제1 프로파일(PF1)과 제2 프로파일(PF2)의 화소값의 차이가 클수록 도수가 커지는 바와 같은, 차분값 프로파일(ΔPF)을 나타내고 있다. 단, 차분값 프로파일(ΔPF)은, 제1 프로파일(PF1)과 제2 프로파일(PF2)의 화소값의 차이가 클수록 도수가 작아지는(부의 절대값이 커지는) 태양으로, 생성되어도 좋다.

차분값 프로파일(ΔPF)이 얻어지면, 이어서, 차분값 프로파일(ΔPF)에 있어서 서로 이웃하는 3점끼리에 대해서, 근사 직선의 기울기 α(X)를 산출하고, 이러한 기울기 α(X)의 값을 X방향을 따라 플롯한 프로파일(근사 직선 기울기 프로파일)을 작성한다(스텝 STP8). 그리고, 얻어진 근사 직선 기울기 프로파일에 기초하여, 차분값 프로파일(ΔPF)에 있어서 최소값을 사이에 두는 2개의 근사 직선의 기울기를, 각각 산출한다(스텝 STP9).

도 10은, 스텝 STP8 및 스텝 STP9의 설명을 위해 예시하는 차분값 프로파일(ΔPF)이다. 또한, 도 10에 나타낸 차분값 프로파일(ΔPF)에 있어서는, X＝Xmin에 있어서 차분값이 최소값(극값)을 취하는 것으로 한다.

또한, 도 11은, 도 10에 나타낸 차분값 프로파일(ΔPF)에 기초하여 작성한 근사 직선 프로파일이다. 도 11의 근사 직선 기울기 프로파일은, 개략, 차분값 프로파일(ΔPF)의 기울기의 변화를 나타내는 것이다. 즉, 도 11에 있어서 α(X)의 값이 정(正)인 범위에서는, 차분값 프로파일(ΔPF)은 증가하고, 도 11에 있어서 α(X)의 값이 부인 범위에서는, 차분값 프로파일(ΔPF)은 감소하고, 도 11에 있어서 α(X)의 값이 0에 가까운 범위에서는, 차분값 프로파일(ΔPF)은 거의 일정하게 된다는 관계에 있다.

지금, 도 10에 예시하는 차분값 프로파일(ΔPF)에서는, X의 값이 커짐에 따라 대략 일정한 차분값이 단조롭게 감소하고, X＝Xmin에 있어서 최소가 된 후, 추가로 X의 값이 커지면 차분값이 단조롭게 증가하고 있다. 그래서, 도 11의 근사 직선 기울기 프로파일에 있어서, X＝Xmin보다도 큰 범위에서 α(X)(의 절대값)의 값이 소정의 문턱값 A보다도 커지는 X의 값(X＝XU1)과, X>XU1이며 α(X)(의 절대값)의 값이 소정의 문턱값 B보다도 작아지는 X의 값(X＝XU2)을 구하면, 전자를 최소값으로 하고, 후자를 최대값으로 하는 구간(XU1∼XU2)이, 개략, 도 10에 나타내는 차분값 프로파일(ΔPF)에 있어서 차분값이 증가하는 구간이 된다. 그렇기 때문에, 차분값 프로파일(ΔPF)에 있어서 X＝XU1과 X＝XU2와의 사이에 있어서의 근사 직선의 기울기 β1을 구하면, 이러한 기울기는, 차분값 프로파일(ΔPF)에 있어서 차분값이 증가하고 있는 구간의 기울기를 나타내게 된다.

마찬가지로, 도 11의 근사 직선 기울기 프로파일에 있어서, X＝Xmin보다도 작은 범위에서 α(X)의 절대값의 값이 소정의 문턱값 A보다도 커지는 X의 값(X＝XL1)과, X<XL1이며 α(X)의 절대값의 값이 소정의 문턱값 B보다도 작아지는 X의 값(X＝XL2)을 구하면, 전자를 최대값으로 하고, 후자를 최소값으로 하는 구간(XL2∼XL1)이, 개략, 도 10에 나타내는 차분값 프로파일(ΔPF)에 있어서 차분값이 감소하는 구간이 된다. 그렇기 때문에, 차분값 프로파일(ΔPF)에 있어서 X＝XL2와 X＝XL1과의 사이에 있어서의 근사 직선의 기울기 β2를 구하면, 이러한 기울기는, 차분값 프로파일(ΔPF)에 있어서 차분값이 감소하고 있는 구간의 기울기를 나타내게 된다.

이와 같이 하여, X＝Xmin을 사이에 두는 2개의 근사 직선의 기울기 β1, β2가 구해지면, 2개의 기울기의 차이(엄밀하게는 절대값의 차이)로부터, 오프셋 방향이 특정된다(스텝 STP10).

구체적으로는, 기울기 β1과 기울기 β2의 절대값의 차 Δβ＝｜β2｜-｜β1｜과 오프셋 방향과의 사이에는, 경험적으로 특정되어 있는, 균열의 경사 방향과 Δβ와의 상관 관계로부터, 이하의 대응 관계가 있다.

Δβ>0 → 종단(T1)이 가공흔(M)으로부터 -X방향에 도달 → ＋X방향으로 오프셋;

Δβ<0 → 종단(T1)이 가공흔(M)으로부터 ＋X방향에 도달 → －X방향으로 오프셋;

Δβ=0 → 종단(T1)이 가공흔(M)의 바로 위에 도달 → 오프셋 불필요.

도 10에 나타낸 경우이면, Δβ>0이기 때문에, ＋X방향으로 오프셋해야 하는 것으로 특정되게 된다.

이와 같이 오프셋 방향이 특정되면, 기억부(3)에 기억되어 있는 피가공물 데이터(D1)와, 조사 위치 오프셋 데이터(D3)에 기초하여, 특정된 오프셋 방향에 대한 오프셋량이 결정된다(스텝 STP11).

전술한 바와 같이, 피가공물 데이터(D1)에는, 실제로 가공 대상으로 여겨지는(요컨대 오프셋 설정용의 균열 신전 가공이 행해진) 패턴이 있는 기판(W)의 개체 정보(결정 방위, 두께 등)가 기술되어 이루어진다. 한편, 조사 위치 오프셋 데이터(D3)에는 미리, 오프셋량을 패턴이 있는 기판(W)의 개체 정보에 따라서 설정 가능한 기술이 이루어지고 있다. 오프셋 설정부(26)는, 피가공물 데이터(D1)로부터 패턴이 있는 기판(W)의 개체 정보를 취득하고, 조사 위치 오프셋 데이터(D3)를 참조하여, 당해 개체 정보에 따른 오프셋량을 결정한다.

또한, 조사 위치 오프셋 데이터(D3)의 기술 내용으로부터 정해지는 오프셋량은, 그 값으로 레이저광(LB)의 조사 위치를 가공 위치에 대하여 오프셋하면, 대부분의 경우에서 도 4에 나타낸 바와 같은 균열(CR2)에 의한 단위 패턴(UP)의 파괴가 회피되는 값으로서, 경험적으로 주어지는 것이다. 예를 들면, 패턴이 있는 기판(W)의 두께가 클수록 균열의 경사의 정도가 큰 경향이 있는 것이면, 조사 위치 오프셋 데이터(D3)에는, 패턴이 있는 기판(W)의 두께가 클수록 큰 오프셋량이 설정되도록 기술이 이루어지는 등의 대응이 상정된다.

조사 위치 오프셋 데이터(D3)의 형식은, 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 패턴이 있는 기판(W)의 재질종이나 두께 범위마다 설정해야 할 오프셋량이 기술된 테이블로서 조사 위치 오프셋 데이터(D3)가 준비되는 태양이라도 좋고, 혹은, 두께와 오프셋량이 있는 함수 관계로서 규정되는 태양이라도 좋다.

또한, 전술의 결정의 방법으로부터 분명한 바와 같이, 오프셋량의 결정은, 스텝 STP1∼스텝 STP10에 걸쳐 행해지는, 오프셋 방향의 특정과는 무관계하게 행할 수 있기 때문에, 반드시 오프셋 방향을 특정한 후에 결정할 필요는 없고, 오프셋 방향의 특정에 앞서, 혹은, 오프셋 방향의 특정과 병행하여, 행해지는 태양이라도 좋다.

또한, 차분값 프로파일(ΔPF)을, 명도가 작은 곳일수록 화소값이 커지는 것으로서 생성한 경우는, 프로파일의 최대값을 사이에 두는 2개의 근사 직선의 기울기를 비교함으로써, 전술의 경우와 동일한 대응이 가능하다.

또한, 2개 근사 직선의 기울기의 값을 대신하여, 각각의 근사 직선의 기울기 각도에 기초하여, 오프셋 방향을 결정하도록 해도 좋다.

이상, 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 의하면, 균열 신전 가공에 의해 패턴이 있는 기판을 개편화할 때에, 오리엔테이션 플랫과 직교하는 방향의 가공에 있어서 균열이 경사질 수 있는 경우에, 가공 전후의 패턴이 있는 기판의 촬상 화상에 기초하여 오프셋 방향을 특정하고, 당해 오프셋 방향으로 레이저광의 조사 위치를 오프셋한 후에 당해 균열 신전 가공을 행할 수 있기 때문에, 패턴이 있는 기판에 형성된, 개개의 디바이스 칩을 구성하는 단위 패턴을 개편화할 때에 있어서 파괴하는 것이, 적합하게 억제된다. 그 결과로서, 패턴이 있는 기판을 개편화함으로써 얻어지는 디바이스 칩의 수율이 향상된다. 게다가, 레이저 가공 장치가, 조명광으로서 IR광을 발하는 것을 하부 조명 광원으로서 구비하고 있기 때문에, 패턴이 있는 기판이, 금속 박막을 적층함으로써 형성되어 이루어지는 반사 방지막을 구비하는 경우라도, 패턴 형성면에까지 신전된 균열의 촬상을 양호하게 행할 수 있어, 결과적으로, 오프셋 방향을 적합하게 설정할 수 있다.

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 : 보존유지 시트
11 : 흡인 수단
100 : 레이저 가공 장치
16 : 하부 관찰 광학계
51, 71, 81 : 하프 미러
52, 82 : 집광 렌즈
CR1, CR2 : 균열
DBR : 다중 반사막
IM1, IM2 : 촬상 화상
IP, IP1 : 레이저광의 조사 위치
L1 : 상부 조명광
L2 : 하부 조명광
LB : 레이저광
M : 가공흔
OF : 오리엔테이션 플랫
PL : 가공 예정선
S1 : 상부 조명 광원
S2 : 하부 조명 광원
SL : 레이저 광원
ST : 스트리트
T, T1, T2 : (균열의) 종단 위치
UP : 단위 패턴
W : 패턴이 있는 기판
W1 : 단결정 기판
Wa, Wb : (패턴이 있는 기판의) 주면

Claims

레이저광을 출사하는 출사원과,
단결정 기판 상에 복수의 단위 디바이스 패턴을 2차원적으로 반복해 배치하여 이루어지는 패턴이 있는 기판을 고정 가능한 스테이지를 구비하고,
상기 출사원과 상기 스테이지를 상대적으로 이동시킴으로써 상기 레이저광을 소정의 가공 예정선을 따라 주사하면서 상기 패턴이 있는 기판에 조사 가능한 레이저 가공 장치로서,
상기 레이저광의 각각의 단위 펄스광에 의해 상기 패턴이 있는 기판에 형성되는 가공흔이 상기 가공 예정선을 따라 이산적으로 위치하도록 상기 레이저광을 조사함으로써, 각각의 상기 가공흔으로부터 상기 패턴이 있는 기판에 균열을 신전시키는, 균열 신전 가공이 실행 가능함과 함께,
상기 스테이지에 올려놓여진 상기 패턴이 있는 기판에 대하여 조명광으로서 IR광을 발하는 조명 수단과,
상기 스테이지에 올려놓여진 상기 패턴이 있는 기판을 촬상 가능한 촬상 수단과,
상기 균열 신전 가공시에 상기 레이저광의 조사 위치를 상기 가공 예정선으로부터 오프셋시키기 위한 오프셋 조건을 설정하는 오프셋 조건 설정 수단을 추가로 구비하고,
상기 오프셋 조건 설정 수단은,
상기 복수의 단위 디바이스 패턴이 형성되어 이루어지는 측이 피(被)재치면이 되도록 상기 패턴이 있는 기판을 상기 스테이지에 올려놓은 상태에서, 상기 패턴이 있는 기판 중 상기 피재치면의 반대면의 일부 개소를 상기 오프셋 조건 설정용의 상기 균열 신전 가공의 실행 개소로서 설정하고, 상기 실행 개소에 대하여 상기 오프셋 조건 설정용의 상기 균열 신전 가공인 가(假)가공을 행하게 함과 함께,
상기 촬상 수단에 상기 가가공의 전후에 있어서, 상기 조명 수단으로부터 상기 IR광을 상기 조명광으로서 발한 상태에서, 상기 패턴이 있는 기판의 상기 복수의 단위 디바이스 패턴이 형성되어 이루어지는 측의 면에 초점을 맞춘 상태에서 상기 가가공의 상기 실행 개소를 촬상시킴으로써, 제1 및 제2 촬상 화상을 취득시키고,
상기 제1 및 제2 촬상 화상의 각각에 대해서 상기 가가공시의 가공 방향을 따라 화소값을 적산함으로써 제1 및 제2 화소값 프로파일을 생성한 후에, 상기 제1 및 제2 화소값 프로파일의 차분값 프로파일을 생성하고, 상기 차분값 프로파일에 기초하여, 상기 패턴이 있는 기판을 개편화하기 위한 상기 균열 신전 가공시에 상기 레이저광의 상기 조사 위치를 오프셋시켜야 할 방향을 특정하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.
제1항에 있어서,
상기 패턴이 있는 기판이, 상기 피재치면의 상기 반대면에 다중 반사막을 구비하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 오프셋 조건 설정 수단은, 상기 차분값 프로파일에 있어서 극값을 사이에 두는 2개의 근사 곡선의 기울기에 기초하여, 상기 균열 신전 가공시에 상기 레이저광의 상기 조사 위치를 오프셋시켜야 할 방향을 특정하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 오프셋 조건 설정 수단은, 상기 균열 신전 가공시에 상기 레이저광의 조사 위치를 상기 가공 예정선으로부터 오프셋시킬 때의 오프셋량을, 미리 취득된 상기 균열 신전 가공의 대상으로 여겨지는 상기 패턴이 있는 기판의 개체 정보에 기초하여 결정하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.
단결정 기판 상에 복수의 단위 디바이스 패턴을 2차원적으로 반복해 배치하여 이루어지는 패턴이 있는 기판에 대하여 레이저광을 조사함으로써 상기 패턴이 있는 기판을 개편화하는 가공을 행할 때의 가공 조건을 설정하는 방법으로서,　
상기 패턴이 있는 기판을 개편화하는 가공이, 상기 레이저광의 각각의 단위 펄스광에 의해 상기 패턴이 있는 기판에 형성되는 가공흔이 상기 가공 예정선을 따라 이산적으로 위치하도록 상기 레이저광을 조사하고, 각각의 상기 가공흔으로부터 상기 패턴이 있는 기판에 균열을 신전시키는 균열 신전 가공이며,
상기 균열 신전 가공에 앞서, 상기 균열 신전 가공시에 상기 레이저광의 조사 위치를 상기 가공 예정선으로부터 오프셋시키기 위한 오프셋 조건을 설정하는 오프셋 조건 설정 공정을 구비하고,
상기 오프셋 조건 설정 공정은,
상기 패턴이 있는 기판 중 상기 복수의 단위 디바이스 패턴이 형성되어 이루어지는 측의 면의 반대면의 일부 개소를 상기 오프셋 조건 설정용의 상기 균열 신전 가공인 가가공의 실행 개소로서 설정하는 설정 공정과,
상기 조명 수단으로부터 상기 IR광을 상기 조명광으로서 발한 상태에서, 소정의 촬상 수단에, 상기 복수의 단위 디바이스 패턴이 형성되어 이루어지는 측의 면에 초점을 맞춘 상태에서 상기 가가공의 상기 실행 개소를 촬상시켜 제1 촬상 화상을 취득시키는 제1 촬상 공정과,
상기 실행 개소에 대하여 상기 가가공을 행하는 가가공 공정과,
상기 조명 수단으로부터 상기 IR광을 상기 조명광으로서 발한 상태에서, 상기 소정의 촬상 수단에, 상기 복수의 단위 디바이스 패턴이 형성되어 이루어지는 측의 면에 초점을 맞춘 상태에서 상기 가가공의 상기 실행 개소를 촬상시켜 제2 촬상 화상을 취득시키는 제2 촬상 공정과,
상기 제1 및 제2 촬상 화상의 각각에 대해서 상기 가가공시의 가공 방향을 따라 화소값을 적산함으로써 제1 및 제2 화소값 프로파일을 생성한 후에, 상기 제1 및 제2 화소값 프로파일의 차분값 프로파일을 생성하고, 상기 차분값 프로파일에 기초하여, 상기 패턴이 있는 기판을 개편화하기 위한 상기 균열 신전 가공시에 상기 레이저광의 상기 조사 위치를 오프셋시켜야 할 방향을 특정하는 오프셋 방향 특정 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 패턴이 있는 기판의 가공 조건 설정 방법.
제5항에 있어서,
상기 패턴이 있는 기판이, 상기 피재치면의 상기 반대면에 다중 반사막을 구비하는 것을 특징으로 하는 패턴이 있는 기판의 가공 조건 설정 방법.
제5항 또는 제6항에 있어서,
상기 오프셋 방향 특정 공정에 있어서는, 상기 차분값 프로파일에 있어서 극값을 사이에 두는 2개의 근사 곡선의 기울기에 기초하여, 상기 균열 신전 가공시에 상기 레이저광의 상기 조사 위치를 오프셋시켜야 할 방향을 특정하는 것을 특징으로 하는 패턴이 있는 기판의 가공 조건 설정 방법.
제5항 또는 제6항에 있어서,
상기 오프셋 조건 설정 공정이,
상기 균열 신전 가공시에 상기 레이저광의 조사 위치를 상기 가공 예정선으로부터 오프셋시킬 때의 오프셋량을, 미리 취득된 상기 균열 신전 가공의 대상으로 여겨지는 상기 패턴이 있는 기판의 개체 정보에 기초하여 결정하는 오프셋량 결정 공정을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 패턴이 있는 기판의 가공 조건 설정 방법.