KR20180115622A - 분할 방법 - Google Patents

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Abstract

(과제) 칩끼리를 접촉시키지 않고 피가공물을 전체에서 보다 확실하게 분할할 수 있는 분할 방법을 제공한다.
(해결 수단) 판상의 피가공물을 분할하기 위한 분할 방법으로서, 피가공물에 설정된 분할 예정 라인을 따라서 분할의 기점이 되는 기점 영역을 형성하는 기점 영역 형성 스텝과, 기점 영역 형성 스텝을 실시한 후, 피가공물을 가열하는 가열 스텝과, 가열 스텝을 실시한 후, 피가공물을 냉각시키는 냉각 스텝과, 냉각 스텝을 실시한 후, 피가공물에 힘을 부여하여 기점 영역을 따라서 피가공물을 분할하는 분할 스텝과, 분할 스텝을 행하기 전에, 피가공물에 익스팬드 시트를 첩착하는 시트 첩착 스텝을 포함하고, 분할 스텝에서는, 익스팬드 시트를 확장함으로써 피가공물에 힘을 부여한다.

Description

분할 방법{DIVIDING METHOD}
본 발명은, 판상의 피가공물을 분할하기 위한 분할 방법에 관한 것이다.
휴대 전화기나 퍼스널 컴퓨터로 대표되는 전자 기기에서는, 전자 회로 등의 디바이스를 구비하는 디바이스 칩이 필수의 구성 요소로 되어 있다. 디바이스 칩은, 예를 들어, 실리콘 (Si) 등의 재료로 이루어지는 웨이퍼의 표면을 복수의 분할 예정 라인 (스트리트) 으로 구획하여, 각 영역에 디바이스를 형성한 후, 이 분할 예정 라인을 따라서 웨이퍼를 분할함으로써 얻어진다.
상기 서술한 웨이퍼 등의 피가공물을 분할하는 방법의 하나에, 투과성이 있는 레이저 빔을 피가공물의 내부에 집광시켜, 다광자 흡수에 의해서 개질된 개질층 (개질 영역) 을 형성하는 방법이 알려져 있다. 분할 예정 라인을 따라서 개질층을 형성한 후, 예를 들어, 얇은 판상 (블레이드상) 의 부재를 사용하여 분할 예정 라인을 가압함으로써, 이 개질층을 기점으로 피가공물을 분할할 수 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 등 참조).
일본 공개특허공보 2016-40810호
그러나, 상기 서술한 바와 같은 얇은 판상의 부재를 사용하여 피가공물에 힘을 가하면, 분할에 의해서 형성되는 칩이 이동하고, 인접하는 칩에 접촉하여 손상될 가능성이 있다. 이에 대하여, 피가공물에 첩착 (貼着) (첩부) 한 수지제의 익스팬드 시트 (익스팬드 테이프) 를 확장하는 방법으로 힘을 가하여 피가공물을 분할하는 것도 생각할 수 있다.
이 방법에서는, 인접하는 칩의 간격을 넓히는 방향으로만 힘이 작용하기 때문에, 칩끼리가 접촉하여 손상되는 경우는 없다. 그런데, 이 방법에서는, 예를 들어, 경도가 높은 피가공물이나, 두꺼운 피가공물, 분할 예정 라인의 수가 많은 (칩이 작은) 피가공물 등을 분할할 때에 힘이 부족하여, 피가공물을 전체적으로 적절히 분할할 수 없는 경우가 있다.
본 발명은 이러한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적으로 하는 바는, 칩끼리를 접촉시키지 않고 피가공물을 전체적으로 보다 확실하게 분할할 수 있는 분할 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 양태에 의하면, 판상의 피가공물을 분할하기 위한 분할 방법으로서, 피가공물에 설정된 분할 예정 라인을 따라서 분할의 기점이 되는 기점 영역을 형성하는 기점 영역 형성 스텝과, 그 기점 영역 형성 스텝을 실시한 후에, 피가공물을 가열하는 가열 스텝과, 그 가열 스텝을 실시한 후에, 피가공물을 냉각시키는 냉각 스텝과, 그 냉각 스텝을 실시한 후에, 피가공물에 힘을 부여하여 그 기점 영역을 따라서 피가공물을 분할하는 분할 스텝과, 그 분할 스텝을 실시하기 전에, 피가공물에 익스팬드 시트를 첩착하는 시트 첩착 스텝을 구비하고, 그 분할 스텝에서는, 그 익스팬드 시트를 확장함으로써 피가공물에 힘을 부여하는 분할 방법이 제공된다.
본 발명의 일 양태에 있어서, 그 기점 영역 형성 스텝에서는, 피가공물에 레이저 빔을 조사하여, 피가공물의 내부로부터 일방의 면에 이르는 복수의 세공을 그 분할 예정 라인을 따라서 형성해도 된다.
본 발명의 일 양태에 관련된 분할 방법에서는, 피가공물에 설정된 분할 예정 라인을 따라서 분할의 기점이 되는 기점 영역을 형성한 후에, 이 피가공물을 가열하기 때문에, 피가공물의 기점 영역으로부터 더욱 크랙이 신장하거나, 피가공물의 기점 영역 및 그 주변이 더욱 물러지거나 한다. 그 때문에, 피가공물을 가열한 후에 익스팬드 시트를 확장하여 힘을 부여함으로써, 피가공물을 분할 예정 라인을 따라서 보다 확실하게 분할할 수 있다.
또, 본 발명의 일 양태에 관련된 분할 방법에서는, 얇은 판상 (블레이드상) 의 부재를 사용하여 피가공물을 가압할 필요가 없기 때문에, 인접하는 칩끼리가 접근하는 방향으로 이동하여 접촉하는 경우도 없다. 이와 같이, 본 발명의 일 양태에 관련된 분할 방법에 의하면, 칩끼리를 접촉시키지 않고 피가공물을 전체적으로 보다 확실하게 분할할 수 있다.
도 1 은, 도 1(A) 가, 본 실시형태에 관련된 분할 방법으로 분할되는 피가공물의 구성예를 모식적으로 나타내는 사시도이고, 도 1(B) 가, 보호 부재 첩착 스텝에 대해서 설명하기 위한 사시도이다.
도 2 는, 도 2(A) 가, 개질층 형성 스텝에 대해서 설명하기 위한 일부 단면 측면도이고, 도 2(B) 가, 가열 스텝에 대해서 설명하기 위한 일부 단면 측면도이다.
도 3 은, 시트 첩착 스텝에 대해서 설명하기 위한 사시도이다.
도 4 는, 도 4(A) 및 도 4(B) 가, 분할 스텝에 대해서 설명하기 위한 일부 단면 측면도이다.
도 5 는, 본 실시형태에 관련된 분할 방법으로 분할되는 피가공물의 구성예를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 6 은, 도 6(A) 가, 세공 형성 스텝에 대해서 설명하기 위한 일부 단면 측면도이고, 도 6(B) 가, 가열 스텝에 대해서 설명하기 위한 일부 단면 측면도이다.
도 7 은, 시트 첩착 스텝에 대해서 설명하기 위한 평면도이다.
도 8 은, 변형예에 관련된 분할 스텝에 대해서 설명하기 위한 평면도이다.
첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 실시형태에 대해서 설명한다.
(실시형태 1)
본 실시형태에서는, 투과성이 있는 레이저 빔을 피가공물의 내부에 집광시켜, 다광자 흡수에 의해서 개질된 개질층 (기점 영역) 을 형성한 후, 이 개질층을 기점으로 피가공물을 분할하는 분할 방법에 대해서 설명한다. 도 1(A) 는, 본 실시형태에 관련된 분할 방법으로 분할되는 피가공물 (11) 의 구성예를 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 1(A) 에 나타내는 바와 같이, 피가공물 (11) 은, 예를 들어, 실리콘 (Si) 등의 재료로 이루어지는 원반상의 웨이퍼이다. 이 피가공물 (11) 의 표면 (11a) 측은, 격자상으로 설정된 분할 예정 라인 (스트리트) (13) 으로 복수의 영역으로 구획되어 있고, 각 영역에는 IC (Integrated Circuit) 등의 디바이스 (15) 가 형성되어 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 실리콘 등의 재료로 이루어지는 원반상의 웨이퍼를 피가공물 (11) 로서 사용하는데, 피가공물 (11) 의 재질, 형상, 구조, 크기 등에 제한은 없다. 다른 반도체 (예를 들어, GaN, SiC 등), 세라믹스 (예를 들어, 사파이어, 리튬탄탈레이트, 리튬나이오베이트 등), 수지, 금속 등의 재료로 이루어지는 피가공물 (11) 을 사용할 수도 있다. 마찬가지로, 디바이스 (15) 의 종류, 수량, 형상, 구조, 크기, 배치 등에도 제한은 없다.
본 실시형태의 분할 방법에서는, 먼저, 상기 서술한 피가공물 (11) 의 표면 (11a) 측에 보호 부재를 첩착 (첩부) 하는 보호 부재 첩착 스텝을 행한다. 도 1(B) 는, 보호 부재 첩착 스텝에 대해서 설명하기 위한 사시도이다. 보호 부재 (21) 는, 예를 들어, 피가공물 (11) 과 동등한 직경을 갖는 원형의 필름 (시트, 테이프) 으로서, 그 표면 (21a) 측에는 점착력이 있는 풀층 (점착재층) 이 형성되어 있다.
그 때문에, 이 표면 (21a) 측을 피가공물 (11) 의 표면 (11a) 측에 밀착시킴으로써, 보호 부재 (21) 를 피가공물 (11) 의 표면 (11a) 측에 첩착할 수 있다. 이와 같은 보호 부재 (21) 를 첩착함으로써, 이후의 각 스텝에서 피가공물 (11) 에 가해지는 충격을 완화시켜, 표면 (11a) 측에 형성되어 있는 디바이스 (15) 등을 보호할 수 있다.
보호 부재 첩착 스텝 후에는, 피가공물 (11) 에 대해서 투과성이 있는 레이저 빔을 분할 예정 라인 (13) 을 따라서 조사하고, 분할의 기점이 되는 개질층 (기점 영역) 을 피가공물 (11) 의 내부에 형성하는 개질층 형성 스텝 (기점 영역 형성 스텝) 을 행한다. 도 2(A) 는, 개질층 형성 스텝에 대해서 설명하기 위한 일부 단면 측면도이다. 개질층 형성 스텝은, 예를 들어, 도 2(A) 에 나타내는 레이저 조사 장치 (2) 를 사용하여 행해진다.
레이저 조사 장치 (2) 는, 피가공물 (11) 을 흡인, 유지하기 위한 척 테이블 (4) 을 구비하고 있다. 척 테이블 (4) 은, 모터 등의 회전 구동원 (도시 생략) 에 연결되어 있고, 연직 방향과 대체로 평행한 회전축의 둘레로 회전한다. 또, 척 테이블 (4) 의 하방에는, 이동 기구 (도시 생략) 가 형성되어 있고, 척 테이블 (4) 은 이 이동 기구에 의해서 수평 방향으로 이동한다.
척 테이블 (4) 의 상면의 일부는, 피가공물 (11) 을 흡인, 유지하는 유지면 (4a) 으로 되어 있다. 유지면 (4a) 은, 척 테이블 (4) 의 내부에 형성된 흡인로 (도시 생략) 등을 통해서 흡인원 (도시 생략) 에 접속되어 있다. 그 때문에, 예를 들어, 피가공물 (11) 에 첩착되어 있는 보호 부재 (21) 를 유지면 (4a) 에 접촉시켜, 흡인원의 부압을 작용시키면, 피가공물 (11) 은 척 테이블 (4) 에 의해서 흡인, 유지된다.
척 테이블 (4) 의 상방에는, 레이저 조사 유닛 (6) 이 배치되어 있다. 레이저 조사 유닛 (6) 은, 레이저 발진기 (도시 생략) 에서 펄스 발진된 레이저 빔 (31) 을 소정 위치에 조사, 집광한다. 레이저 발진기는, 피가공물 (11) 에 대해서 투과성을 갖는 파장 (흡수되기 어려운 파장) 의 레이저 빔 (31) 을 펄스 발진할 수 있도록 구성되어 있다.
개질층 형성 스텝에서는, 먼저, 피가공물 (11) 에 첩착되어 있는 보호 부재 (21) 의 이면 (21b) 을 척 테이블 (4) 의 유지면 (4a) 에 접촉시키고, 흡인원의 부압을 작용시킨다. 이로써, 피가공물 (11) 은, 이면 (11b) 측이 상방으로 노출된 상태에서 척 테이블 (4) 에 흡인, 유지된다.
다음으로, 척 테이블 (4) 을 이동, 회전시켜, 예를 들어, 대상이 되는 분할 예정 라인 (13) 의 연장선 상에 레이저 조사 유닛 (6) 을 맞춘다. 그리고, 도 2(A) 에 나타내는 바와 같이, 레이저 조사 유닛 (6) 으로부터 피가공물 (11) 의 이면 (11b) 측을 향하여 레이저 빔 (31) 을 조사하면서, 대상의 분할 예정 라인 (13) 에 대해서 평행한 방향으로 척 테이블 (4) 을 이동시킨다.
여기서, 레이저 빔 (31) 은, 피가공물 (11) 의 내부의 소정 깊이의 위치에 집광시킨다. 이와 같이, 피가공물 (11) 에 대해서 투과성을 갖는 파장의 레이저 빔 (31) 을, 피가공물 (11) 의 내부에 집광시킴으로써, 피가공물 (11) 의 내부를 다광자 흡수로 개질하여 분할의 기점이 되는 개질층 (기점 영역) (17) 을 형성할 수 있다.
상기 서술한 바와 같은 동작을 반복하여, 모든 분할 예정 라인 (13) 을 따라서 개질층 (17) 이 형성되면, 개질층 형성 스텝은 종료된다. 또한, 이 개질층 (17) 은, 도 2(A) 에 나타내는 바와 같이, 표면 (11a) (또는 이면 (11b)) 에 크랙 (기점 영역) (19) 이 도달하는 조건에서 형성되는 것이 바람직하다. 이로써, 피가공물 (11) 을 보다 적절히 분할할 수 있게 된다. 또, 각 분할 예정 라인 (13) 에 대해서, 상이한 깊이의 위치에 복수의 개질층 (17) 을 형성해도 된다.
개질층 형성 스텝 후에는, 피가공물 (11) 을 가열하는 가열 스텝을 행한다. 도 2(B) 는, 가열 스텝에 대해서 설명하기 위한 일부 단면 측면도이다. 가열 스텝은, 예를 들어, 도 2(B) 에 나타내는 핫 플레이트 (12) 를 사용하여 행해진다. 핫 플레이트 (12) 는, 임의의 온도로 조절할 수 있는 가열면 (12a) 을 갖고 있다.
가열 스텝에서는, 피가공물 (11) 에 첩착되어 있는 보호 부재 (21) 의 이면 (21b) 을 핫 플레이트 (12) 의 가열면 (12a) 에 접촉시키고, 이 가열면 (12a) 의 온도를 상승시킨다. 이로써, 피가공물 (11) 은 가열면 (12a) 에 의해서 가열되어, 개질층 (17) 으로부터 더욱 크랙 (19) 을 신장시키거나, 개질층 (17) 이나 크랙 (19) 의 주변을 무르게 하거나 할 수 있다.
가열 온도나 시간은, 개질층 (17) 으로부터 더욱 크랙 (19) 을 신장시키거나, 개질층 (17) 이나 크랙 (19) 의 주변을 무르게 하거나 할 수 있는 범위 내에서 임의로 설정된다. 본 실시형태에서는, 예를 들어, 가열면 (12a) 의 온도를 180 ℃ 로 설정하고, 가열 시간을 1 분으로 한다.
가열 스텝 후에는, 피가공물 (11) 을 냉각시키는 냉각 스텝을 행한다. 이 냉각 스텝에서는, 이후의 스텝을 적절히 수행할 수 있는 정도로까지 피가공물 (11) 을 냉각시킨다. 구체적으로는, 예를 들어, 피가공물 (11) 을 50 ℃ 이하, 바람직하게는, 40 ℃ 이하의 온도로 냉각시키면 된다. 냉각 방법에 특별한 제한은 없으나, 예를 들어, 상온의 환경 하에 두는 방법으로 피가공물 (11) 을 냉각시키는 것을 생각할 수 있다. 또, 냉각에 필요로 하는 시간을 단축하기 위해서, 예를 들어, 피가공물 (11) 에 물 등을 뿌려 냉각시켜도 된다.
또한, 상기 서술한 가열 스텝과 냉각 스텝을 반복하여 행하도록 해도 된다. 예를 들어, 가열 스텝과 냉각 스텝을 2 회 ∼ 3 회 반복함으로써, 개질층 (17) 으로부터 크랙 (19) 을 충분히 신장시키거나, 개질층 (17) 이나 크랙 (19) 의 주변을 충분히 무르게 하거나 할 수 있다.
냉각 스텝 후에는, 피가공물 (11) 의 이면 (11b) 측에 익스팬드 시트를 첩착 (첩부) 하는 시트 첩착 스텝을 행한다. 도 3 은, 시트 첩착 스텝에 대해서 설명하기 위한 사시도이다. 익스팬드 시트 (41) 는, 예를 들어, 피가공물 (11) 보다 직경이 큰 원형의 필름 (테이프, 시트) 으로서, 그 표면 (41a) 측에는 점착력이 있는 풀층 (점착재층) 이 형성되어 있다.
그 때문에, 예를 들어, 이 표면 (41a) 측의 중앙 부분을 피가공물 (11) 의 이면 (11b) 측에 밀착시킴으로써, 익스팬드 시트 (41) 를 피가공물 (11) 의 이면 (11b) 측에 첩착할 수 있다. 한편으로, 익스팬드 시트 (41) 의 표면 (41a) 측의 외주 부분에는, 피가공물 (11) 을 둘러싸는 환상의 프레임 (43) 을 고정시킨다. 이로써, 피가공물 (11) 은, 익스팬드 시트 (41) 를 개재하여 환상의 프레임 (43) 에 지지된다.
피가공물 (11) 의 이면 (11b) 측에 익스팬드 시트 (41) 를 첩착한 후에는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 피가공물 (11) 의 표면 (11a) 측에 첩착되어 있는 보호 부재 (21) 를 박리, 제거하여, 피가공물 (11) 의 표면 (11a) 을 노출시킨다. 또한, 보호 부재 (21) 의 박리, 제거는, 피가공물 (11) 의 이면 (11b) 측에 익스팬드 시트 (41) 를 첩착하기 전에 행해져도 된다.
시트 첩착 스텝 후에는, 익스팬드 시트 (41) 를 확장함으로써 피가공물 (11) 에 힘을 부여하고, 이 피가공물 (11) 을 개질층 (17) 을 따라서 분할하는 분할 스텝을 행한다. 도 4(A) 및 도 4(B) 는, 분할 스텝에 대해서 설명하기 위한 일부 단면 측면도이다. 분할 스텝은, 예를 들어, 도 4(A) 및 도 4(B) 에 나타내는 확장 장치 (22) 를 사용하여 행해진다.
확장 장치 (22) 는, 피가공물 (11) 을 지지하기 위한 지지 구조 (24) 와, 원통상의 확장 드럼 (26) 을 구비하고 있다. 지지 구조 (24) 는, 평면에서 보아 원형의 개구부를 갖는 지지 테이블 (28) 을 포함한다. 이 지지 테이블 (28) 의 상면에는, 환상의 프레임 (43) 이 얹힌다. 지지 테이블 (28) 의 외주 부분에는, 프레임 (43) 을 고정시키기 위한 복수의 클램프 (30) 가 형성되어 있다. 지지 테이블 (28) 은, 지지 구조 (24) 를 승강시키기 위한 승강 기구 (32) 에 의해서 지지되어 있다.
승강 기구 (32) 는, 하방의 기대 (도시 생략) 에 고정된 실린더 케이스 (34) 와, 실린더 케이스 (34) 에 삽입된 피스톤 로드 (36) 를 구비하고 있다. 피스톤 로드 (36) 의 상단부에는, 지지 테이블 (28) 이 고정되어 있다. 승강 기구 (32) 는, 피스톤 로드 (36) 를 상하로 이동시킴으로써 지지 구조 (24) 를 승강시킨다.
지지 테이블 (28) 의 개구부에는, 확장 드럼 (26) 이 배치되어 있다. 확장 드럼 (26) 의 내경 (직경) 은, 피가공물 (11) 의 직경보다 크게 되어 있다. 한편으로, 확장 드럼 (26) 의 외경 (직경) 은, 환상의 프레임 (43) 의 내경 (직경) 이나, 지지 테이블 (28) 의 개구부의 직경보다 작게 되어 있다.
분할 스텝에서는, 먼저, 도 4(A) 에 나타내는 바와 같이, 지지 테이블 (28) 의 상면의 높이를 확장 드럼 (26) 의 상단의 높이에 맞추어, 지지 테이블 (28) 의 상면에 프레임 (43) 을 얹은 후, 프레임 (43) 을 클램프 (30) 로 고정시킨다. 이로써, 확장 드럼 (26) 의 상단은, 피가공물 (11) 과 프레임 (43) 사이에서 익스팬드 시트 (41) 에 접촉한다.
다음으로, 승강 기구 (32) 로 지지 구조 (24) 를 하강시켜, 도 4(B) 에 나타내는 바와 같이, 지지 테이블 (28) 의 상면을 확장 드럼 (26) 의 상단으로부터 하방으로 이동시킨다. 그 결과, 확장 드럼 (26) 은 지지 테이블 (28) 에 대해서 상승하고, 익스팬드 시트 (41) 는 확장 드럼 (26) 에 의해서 밀어 올려져 방사상으로 확장된다. 익스팬드 시트 (41) 가 확장되면, 피가공물 (11) 에는, 익스팬드 시트 (41) 를 확장하는 방향의 힘 (방사상의 힘) 이 작용한다. 이로써, 피가공물 (11) 은, 개질층 (17) 이나 크랙 (19) 을 기점으로 복수의 칩으로 분할된다.
이와 같이, 본 실시형태의 분할 방법에서는, 피가공물 (11) 에 설정된 분할 예정 라인 (13) 을 따라서 분할의 기점이 되는 개질층 (기점 영역) (17) 이나 크랙 (기점 영역) (19) 을 형성한 후, 이 피가공물 (11) 을 가열하기 때문에, 피가공물 (11) 의 개질층 (17) 으로부터 더욱 크랙 (19) 이 신장되거나, 피가공물 (11) 의 개질층 (17) 이나 크랙 (19) 및 그것들 주변이 더욱 물러지거나 한다. 그 때문에, 피가공물 (11) 을 가열한 후에 익스팬드 시트 (41) 를 확장하여 힘을 부여함으로써, 피가공물 (11) 을 분할 예정 라인 (13) 을 따라서 보다 확실하게 분할할 수 있다.
또, 본 실시형태의 분할 방법에서는, 얇은 판상 (블레이드상) 의 부재를 사용하여 피가공물 (11) 을 가압할 필요가 없기 때문에, 인접하는 칩끼리가 접근하는 방향으로 이동하여 접촉하는 경우도 없다. 이와 같이, 본 실시형태의 분할 방법에 의하면, 칩끼리를 접촉시키지 않고 피가공물 (11) 을 그 전체에서 보다 확실하게 분할할 수 있다.
(실시형태 2)
본 실시형태에서는, 투과성이 있는 레이저 빔을 피가공물의 내부에 집광시켜, 피가공물의 내부에서 표면 또는 이면에 이르는 복수의 세공 (기점 영역) 을 형성한 후, 이 세공을 기점으로 피가공물을 분할하는 분할 방법에 대해서 설명한다. 도 5 는, 본 실시형태의 분할 방법으로 분할되는 피가공물 (51) 의 구성예를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 5 에 나타내는 바와 같이, 피가공물 (51) 은, 예를 들어, 소다라임 유리나, 붕규산 유리, 알루미노실리케이트 유리 등의 재료로 이루어지는 원반상의 유리 기판이다. 이 피가공물 (51) 의 표면 (51a) 측 (또는 이면 (51b) 측) 에는, 분할 예정 라인 (53) 이 설정되어 있다. 분할 예정 라인 (53) 은, 예를 들어, 원형으로 설정된 복수의 분할 예정 라인 (53a) 과, 직선상으로 설정된 복수의 분할 예정 라인 (53b) 을 포함하고 있다.
직선상의 분할 예정 라인 (53b) 은, 분할 예정 라인 (53) 과 피가공물 (51) 의 외주 가장자리, 또는 인접하는 분할 예정 라인 (53a) 끼리를 잇도록 설정되어 있다. 따라서, 이 피가공물 (51) 을 분할 예정 라인 (53a) 과 분할 예정 라인 (53b) 을 따라서 분할하면, 복수의 분할 예정 라인 (53a) 에 대응한 복수의 원반상의 칩이 얻어진다.
또한, 본 실시형태에서는, 원반상의 유리 기판을 피가공물 (51) 로서 사용하지만, 피가공물 (51) 의 재질, 형상, 구조, 크기 등에 제한은 없다. 다른 세라믹스 (예를 들어, 사파이어, 리튬탄탈레이트, 리튬나이오베이트 등), 반도체 (예를 들어, GaN, SiC 등), 수지, 금속 등의 재료로 이루어지는 피가공물 (51) 을 사용할 수도 있다. 마찬가지로, 분할 예정 라인 (53) 의 형상, 배치 등에도 제한은 없다.
본 실시형태의 분할 방법에서는, 먼저, 피가공물 (51) 에 대해서 투과성이 있는 레이저 빔을 분할 예정 라인 (53) 을 따라서 조사하여, 피가공물 (51) 의 내부로부터 표면 (51a) 또는 이면 (51b) 에 이르는 복수의 세공 (기점 영역) 을 형성하는 세공 형성 스텝 (기점 영역 형성 스텝) 을 행한다. 도 6(A) 는, 세공 형성 스텝에 대해서 설명하기 위한 일부 단면 측면도이다.
도 6(A) 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 세공 형성 스텝은, 예를 들어, 실시형태 1 에서 설명한 레이저 조사 장치 (2) 를 사용하여 행해진다. 단, 본 실시형태에서는, 레이저 조사 유닛 (6) 의 집광용의 렌즈로서, 개구수 (NA) 를 피가공물 (51) 의 굴절률로 나눈 값이 0.05 ∼ 0.2 가 되는 것을 사용한다. 이로써, 피가공물 (51) 에 복수의 세공 (기점 영역) (55) 과, 각 세공 (55) 을 둘러싸는 변질 영역을 형성할 수 있게 된다.
세공 형성 스텝에서는, 먼저, 피가공물 (51) 의 표면 (51a) 을 척 테이블 (4) 의 유지면 (4a) 에 접촉시키고, 흡인원의 부압을 작용시킨다. 이로써, 피가공물 (51) 은, 이면 (51b) 측이 상방으로 노출된 상태에서 척 테이블 (54) 에 흡인, 유지된다. 또한, 피가공물 (51) 의 표면 (51a) 측이 상방으로 노출되도록, 이면 (51b) 을 척 테이블 (4) 의 유지면 (4a) 에 접촉시켜도 된다. 또, 척 테이블 (54) 과 피가공물 (51) 사이에는, 보호 부재 등을 개재시켜도 된다.
다음으로, 척 테이블 (4) 을 이동, 회전시켜, 예를 들어, 대상이 되는 분할 예정 라인 (53) 에 레이저 조사 유닛 (6) 을 맞춘다. 그리고, 도 6(A) 에 나타내는 바와 같이, 레이저 조사 유닛 (6) 으로부터 피가공물 (51) 의 이면 (51b) 측을 향하여 레이저 빔 (33) 을 조사하면서, 레이저 빔 (33) 이 대상인 분할 예정 라인 (53) 을 따라서 조사되도록 척 테이블 (4) 을 이동시킨다. 또한, 도 6(A) 에서는, 피가공물 (51) 의 분할 예정 라인 (53) 을 따른 단면을 모식적으로 나타내고 있다.
여기서는, 피가공물 (51) 의 표면 (51a) 으로부터 이면 (51b) 까지 사이의 영역에 집광점이 연장되도록 레이저 빔 (33) 을 집광시킨다. 이와 같이, 피가공물 (51) 에 대해서 투과성을 갖는 파장의 레이저 빔 (33) 을, 상기 서술한 렌즈를 사용하여 피가공물 (51) 의 표면 (51a) 으로부터 이면 (51b) 까지 사이의 영역에 집광시킴으로써, 피가공물 (51) 의 내부로부터 표면 (51a) 또는 이면 (51b) 에 이르는 복수의 세공 (55) 과, 각 세공 (55) 을 둘러싸는 변질 영역을 형성할 수 있다.
요컨대, 세공 (55) 및 세공 (55) 을 둘러싸는 변질 영역을 형성할 때에는, 레이저 빔 (33) 을 피가공물 (51) 의 내부의 1 점에 집중시키지 않고, 피가공물 (51) 의 표면 (51a) 으로부터 이면 (51b) 까지 사이의 영역에 집광점이 연장되도록 집광시키는 것이 바람직하다. 또한, 집광점 보정판 등을 사용하여, 피가공물 (51) 의 표면 (51a) 으로부터 이면 (51b) 까지 사이의 영역에 집광점이 연장되도록 레이저 빔 (33) 을 집광시킬 수도 있다.
또, 여기서는, 세공 (55) 을 둘러싸는 변질 영역이 각 분할 예정 라인 (53) 을 따라서 연속되는 조건 (예를 들어, 레이저 빔 (33) 의 스폿 직경, 반복 주파수, 척 테이블 (4) 의 이동 속도 등) 에서 레이저 빔 (33) 을 조사한다. 단, 인접하는 세공 (55) 끼리는 이어지지 않도록 할 필요가 있다. 상기 서술한 바와 같은 동작을 반복하여, 모든 분할 예정 라인 (53) 을 따라서 세공 (55) 및 변질 영역이 형성되면, 세공 형성 스텝은 종료된다.
또한, 세공 (55) 및 변질 영역을 형성하는 순서 등에 특별한 제한은 없다. 예를 들어, 원형의 분할 예정 라인 (53a) 을 따라서 세공 (55) 및 변질 영역을 형성하고 나서, 직선상의 분할 예정 라인 (53b) 을 따라서 세공 (55) 및 변질 영역을 형성해도 되고, 직선상의 분할 예정 라인 (53b) 을 따라서 세공 (55) 및 변질 영역을 형성하고 나서, 원형의 분할 예정 라인 (53a) 을 따라서 세공 (55) 및 변질 영역을 형성해도 된다.
세공 형성 스텝 후에는, 피가공물 (51) 을 가열하는 가열 스텝을 행한다. 도 6(B) 는, 가열 스텝에 대해서 설명하기 위한 일부 단면 측면도이다. 도 6(B) 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 가열 스텝도, 예를 들어, 실시형태 1 에서 설명한 핫 플레이트 (12) 를 사용하여 행해진다.
가열 스텝에서는, 피가공물 (51) 의 표면 (51a) 을 핫 플레이트 (12) 의 가열면 (12a) 에 접촉시키고, 이 가열면 (12a) 의 온도를 상승시킨다. 이로써, 피가공물 (51) 은 가열면 (12a) 에 의해서 가열되어, 세공 (55) 이나 변질 영역으로부터 크랙을 신장시키거나, 세공 (55) 이나 변질 영역의 주변을 무르게 하거나 할 수 있다. 가열 온도나 시간은, 세공 (55) 이나 변질 영역으로부터 크랙을 신장시키거나, 세공 (55) 이나 변질 영역의 주변을 무르게 하거나 할 수 있는 범위 내에서 임의로 설정된다. 본 실시형태에서는, 예를 들어, 가열면 (12a) 의 온도를 180 ℃ 로 설정하고, 가열 시간을 1 분으로 한다.
가열 스텝 후에는, 피가공물 (51) 을 냉각시키는 냉각 스텝을 행한다. 이 냉각 스텝에서는, 이후의 스텝을 적절히 수행할 수 있을 정도로까지 피가공물 (51) 을 냉각시킨다. 구체적으로는, 예를 들어, 피가공물 (51) 을 50 ℃ 이하, 바람직하게는, 40 ℃ 이하의 온도로 냉각시키면 된다. 냉각 방법에 특별한 제한은 없으나, 예를 들어, 상온의 환경 하에 두는 방법으로 피가공물 (51) 을 냉각시키는 것을 생각할 수 있다. 또, 냉각에 필요로 하는 시간을 단축하기 위해서, 예를 들어, 피가공물 (51) 에 물 등을 뿌려 냉각시켜도 된다.
또한, 상기 서술한 가열 스텝과 냉각 스텝을 반복하여 행하도록 해도 된다. 예를 들어, 가열 스텝과 냉각 스텝을 2 회 ∼ 3 회 반복함으로써, 세공 (55) 이나 변질 영역으로부터 크랙을 충분히 신장시키거나, 세공 (55) 이나 변질 영역의 주변을 충분히 무르게 하거나 할 수 있다.
냉각 스텝 후에는, 피가공물 (51) 의 이면 (51b) 측에 익스팬드 시트를 첩착 (첩부) 하는 시트 첩착 스텝을 행한다. 도 7 은, 시트 첩착 스텝에 대해서 설명하기 위한 평면도이다. 본 실시형태에서 사용되는 익스팬드 시트 (61) 의 구성은, 실시형태 1 에서 설명한 익스팬드 시트 (41) 의 구성과 대체로 동일하다.
즉, 본 실시형태의 익스팬드 시트 (61) 는, 피가공물 (51) 보다 직경이 큰 원형의 필름 (테이프, 시트) 으로서, 그 표면 (61a) 측에는 점착력이 있는 풀층 (점착재층) 이 형성되어 있다. 이 표면 (61a) 측의 중앙 부분을 피가공물 (51) 의 이면 (51b) 측에 밀착시킴으로써, 익스팬드 시트 (61) 를 피가공물 (51) 의 이면 (51b) 측에 첩착할 수 있다. 익스팬드 시트 (61) 의 표면 (61a) 측의 외주 부분에는, 피가공물 (51) 을 둘러싸는 환상의 프레임 (63) 이 고정된다.
시트 첩착 스텝 후에는, 익스팬드 시트 (61) 를 확장함으로써 피가공물 (51) 에 힘을 부여하고, 이 피가공물 (51) 을 세공 (55) 을 따라서 분할하는 분할 스텝을 행한다. 본 실시형태의 분할 스텝의 순서는, 실시형태 1 의 분할 스텝의 순서와 동일해도 된다. 세공 (55) 을 기점으로 피가공물 (51) 이 복수의 칩으로 분할되면, 분할 스텝은 종료된다.
이와 같이, 본 실시형태의 분할 방법에서는, 피가공물 (51) 에 설정된 분할 예정 라인 (53) 을 따라서 분할의 기점이 되는 세공 (기점 영역) (55) 을 형성한 후, 이 피가공물 (51) 을 가열하기 때문에, 피가공물 (55) 의 세공 (55) 이나 변질 영역으로부터 크랙이 신장하거나, 피가공물 (51) 의 세공 (55) 이나 변질 영역, 및 그것들의 주변이 더욱 물러지거나 한다. 그 때문에, 피가공물 (51) 을 가열한 후에 익스팬드 시트 (61) 를 확장하여 힘을 부여함으로써, 피가공물 (51) 을 분할 예정 라인 (53) 을 따라서 보다 확실하게 분할할 수 있다.
또, 본 실시형태의 분할 방법에서는, 얇은 판상의 부재를 사용하여 피가공물 (51) 을 가압할 필요가 없기 때문에, 인접하는 칩끼리가 접근하는 방향으로 이동하여 접촉하는 경우도 없다. 이와 같이, 본 실시형태의 분할 방법에 의하면, 칩끼리를 접촉시키지 않고 피가공물 (51) 을 그 전체적으로 보다 확실하게 분할할 수 있다.
또한, 본 발명은, 상기 실시형태 등의 기재에 제한되지 않고 여러 가지로 변경하여 실시할 수 있다. 예를 들어, 상기 실시형태의 분할 스텝에서는, 익스팬드 시트 (41, 61) 를 방사상으로 확장시키고 있지만, 예를 들어, 서로 교차하는 2 개의 방향으로 익스팬드 시트를 확장시킬 수도 있다. 도 8 은, 변형예에 관련된 분할 스텝에 대해서 설명하기 위한 평면도이다.
변형예에 관련된 분할 스텝은, 예를 들어, 도 8 에 나타내는 확장 장치 (42) 를 사용하여 행해진다. 확장 장치 (42) 는, 익스팬드 시트 (71) 를 협지하기 위한 복수의 협지 유닛 (제 1 협지 유닛 (44), 제 2 협지 유닛 (46), 제 3 협지 유닛 (48) 및 제 4 협지 유닛 (50)) 을 구비하고 있다. 각 협지 유닛은, 익스팬드 시트 (71) 의 표면 (71a) 측에 접촉하는 표면측 접촉부와, 익스팬드 시트 (71) 의 이면측에 접촉하는 이면측 접촉부를 포함하고, 익스팬드 시트 (71) 를 협지한다.
제 1 협지 유닛 (44) 과 제 2 협지 유닛 (46) 은, 제 1 방향 D1 에 있어서 피가공물 (51) 을 사이에 끼우는 위치에 배치되어 있고, 이 제 1 방향 D1 을 따라서 서로 멀어지도록 이동할 수 있다. 또, 제 3 협지 유닛 (48) 과 제 4 협지 유닛 (50) 은, 제 1 방향과 대체로 수직인 제 2 방향 D2 에 있어서 피가공물 (51) 을 사이에 끼우는 위치에 배치되어 있고, 이 제 2 방향 D2 를 따라서 서로 멀어지도록 이동할 수 있다.
변형예에 관련된 분할 스텝에서는, 먼저, 각 협지 유닛으로 익스팬드 시트 (71) 를 협지한다. 다음으로, 도 8 에 나타내는 바와 같이, 제 1 협지 유닛 (44) 과 제 2 협지 유닛 (46) 을, 제 1 방향 D1 을 따라서 서로 멀어지도록 이동시킴과 함께, 제 3 협지 유닛 (48) 과 제 4 협지 유닛 (50) 을, 제 2 방향 D2 를 따라서 서로 멀어지도록 이동시킨다. 이로써, 익스팬드 시트 (71) 는 제 1 방향 D1 및 제 2 방향 D2 로 확장되어, 피가공물 (51) 이 복수의 칩으로 분할된다.
또한, 이 분할 스텝 후에는, 익스팬드 시트 (71) 에 환상의 프레임을 고정시킴과 함께, 프레임에 맞추어 익스팬드 시트 (71) 를 절단하면 된다. 즉, 변형예에 관련된 분할 스텝은, 익스팬드 시트 (71) 에 환상의 프레임을 고정시키기 전에 행해진다. 또, 익스팬드 시트 (71) 로는, 원형으로 절단되기 전의 사각형 (또는 띠상) 의 것을 사용하면 된다. 도 8 에서는, 피가공물 (51) 을 분할하는 경우에 대해서 나타내고 있지만, 피가공물 (11) 도 동일하게 분할할 수 있다.
또, 상기 실시형태에서는, 냉각 스텝 후에 시트 첩착 스텝을 행하고 있지만, 시트 첩착 스텝은 적어도 분할 스텝 전에 행해지면 된다. 예를 들어, 세공 형성 스텝 (기점 영역 형성 스텝) 전에 시트 첩착 스텝을 행할 수도 있다. 보호 부재 첩착 스텝 대신에 시트 첩착 스텝을 행해도 된다. 이 경우에는, 익스팬드 시트가 보호 부재로서 기능하게 된다.
그 밖에, 상기 실시형태에 관련된 구조, 방법 등은, 본 발명의 목적의 범위를 일탈하지 않는 한에 있어서 적절히 변경하여 실시할 수 있다.
11 : 피가공물
11a : 표면
11b : 이면
13 : 분할 예정 라인 (스트리트)
15 : 디바이스
17 : 개질층 (기점 영역)
19 : 크랙 (기점 영역)
21 : 보호 부재
21a : 표면
21b : 이면
41 : 익스팬드 시트
41a : 표면
43 : 프레임
51 : 피가공물
51a : 표면
51b : 이면
53 : 분할 예정 라인
53a : 분할 예정 라인
53b : 분할 예정 라인
55 : 세공 (기점 영역)
61 : 익스팬드 시트
61a : 표면
63 : 프레임
71 : 익스팬드 시트
71a : 표면
2 : 레이저 조사 장치
4 : 척 테이블
4a : 유지면
6 : 레이저 조사 유닛
12 : 핫 플레이트
12a : 가열면
22 : 확장 장치
24 : 지지 구조
26 : 확장 드럼
28 : 지지 테이블
30 : 클램프
32 : 승강 기구
34 : 실린더 케이스
36 : 피스톤 로드
42 : 확장 장치
44 : 제 1 협지 유닛
46 : 제 2 협지 유닛
48 : 제 3 협지 유닛
50 : 제 4 협지 유닛

Claims (2)

  1. 판상의 피가공물을 분할하기 위한 분할 방법으로서,
    피가공물에 설정된 분할 예정 라인을 따라서 분할의 기점이 되는 기점 영역을 형성하는 기점 영역 형성 스텝과,
    그 기점 영역 형성 스텝을 실시한 후에, 피가공물을 가열하는 가열 스텝과,
    그 가열 스텝을 실시한 후에, 피가공물을 냉각시키는 냉각 스텝과,
    그 냉각 스텝을 실시한 후에, 피가공물에 힘을 부여하여 그 기점 영역을 따라서 피가공물을 분할하는 분할 스텝과,
    그 분할 스텝을 행하기 전에, 피가공물에 익스팬드 시트를 첩착하는 시트 첩착 스텝을 구비하고,
    그 분할 스텝에서는, 그 익스팬드 시트를 확장함으로써 피가공물에 힘을 부여하는 것을 특징으로 하는 분할 방법.
  2. 제 1 항에 있어서
    그 기점 영역 형성 스텝에서는, 피가공물에 레이저 빔을 조사하여, 피가공물의 내부로부터 일방의 면에 이르는 복수의 세공을 그 분할 예정 라인을 따라서 형성하는 것을 특징으로 하는 분할 방법.
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