KR20190034085A - 칩의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

(과제) 익스팬드 시트를 사용하지 않고 판상의 피가공물을 분할하여 복수의 칩을 제조할 수 있는 칩의 제조 방법을 제공한다.
(해결 수단) 피가공물에 대해 투과성을 갖는 파장의 레이저 빔의 집광점을 제 1 깊이의 위치에 위치시키도록 분할 예정 라인을 따라 칩 영역에만 레이저 빔을 조사하여, 칩 영역의 분할 예정 라인을 따라 제 1 개질층을 형성하는 제 1 레이저 가공 스텝과, 피가공물에 대해 투과성을 갖는 파장의 레이저 빔의 집광점을 제 2 깊이의 위치에 위치시키도록 분할 예정 라인을 따라 레이저 빔을 조사하여, 외주 잉여 영역에 단부가 겹치는 제 2 개질층을 형성하는 제 2 레이저 가공 스텝과, 피가공물에 힘을 부여하여 피가공물을 개개의 칩으로 분할하는 분할 스텝을 포함하고, 분할 스텝에서는, 가열과 냉각에 의해 힘을 부여하여 피가공물을 개개의 칩으로 분할한다.

Description

칩의 제조 방법{METHOD OF MANUFACTURING CHIP}
본 발명은, 판상의 피가공물을 분할하여 복수의 칩을 제조하는 칩의 제조 방법에 관한 것이다.
웨이퍼로 대표되는 판상의 피가공물 (워크) 을 복수의 칩으로 분할하기 위해, 투과성이 있는 레이저 빔을 피가공물의 내부에 집광시켜, 다광자 흡수에 의해 개질된 개질층 (개질 영역) 을 형성하는 방법이 알려져 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조). 개질층은, 다른 영역에 비해 무르므로, 분할 예정 라인 (스트리트) 을 따라 개질층을 형성하고 나서 피가공물에 힘을 가함으로써, 이 개질층을 기점으로 피가공물을 복수의 칩으로 분할할 수 있다.
개질층이 형성된 피가공물에 힘을 가할 때에는, 예를 들어, 신장성이 있는 익스팬드 시트 (익스팬드 테이프) 를 피가공물에 붙여 확장하는 방법이 채용된다 (예를 들어, 특허문헌 2 참조). 이 방법에서는, 통상적으로 레이저 빔을 조사하여 피가공물에 개질층을 형성하기 전에, 익스팬드 시트를 피가공물에 붙이고, 그 후, 개질층을 형성하고 나서 익스팬드 시트를 확장하여 피가공물을 복수의 칩으로 분할한다.
일본 공개특허공보 2002-192370호 일본 공개특허공보 2010-206136호
그런데, 상기 서술한 바와 같은 익스팬드 시트를 확장하는 방법에서는, 사용 후의 익스팬드 시트를 다시 사용할 수 없으므로, 칩의 제조에 요하는 비용도 비싸지기 쉽다. 특히, 점착재가 칩에 잔류하기 어려운 고성능의 익스팬드 시트는 가격도 비싸므로, 그와 같은 익스팬드 시트를 사용하면, 칩의 제조에 요하는 비용도 비싸진다.
본 발명은 이러한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 익스팬드 시트를 사용하지 않고 판상의 피가공물을 분할하여 복수의 칩을 제조할 수 있는 칩의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 양태에 의하면, 교차하는 복수의 분할 예정 라인에 의해 칩이 되는 복수의 영역으로 구획된 칩 영역과, 그 칩 영역을 둘러싸는 외주 잉여 영역을 갖는 피가공물로부터 복수의 그 칩을 제조하는 칩의 제조 방법으로서, 피가공물을 유지 테이블에서 직접 유지하는 유지 스텝과, 그 유지 스텝을 실시한 후에, 피가공물에 대해 투과성을 갖는 파장의 레이저 빔의 집광점을 그 유지 테이블에 유지된 피가공물의 내부의 제 1 깊이의 위치에 위치시키도록 그 분할 예정 라인을 따라 피가공물의 그 칩 영역에만 그 레이저 빔을 조사하여, 그 칩 영역의 그 분할 예정 라인을 따라 제 1 개질층을 형성함과 함께, 그 외주 잉여 영역을 그 제 1 개질층이 형성되어 있지 않은 보강부로 하는 제 1 레이저 가공 스텝과, 그 유지 스텝을 실시한 후에, 피가공물에 대해 투과성을 갖는 파장의 레이저 빔의 집광점을 그 유지 테이블에 유지된 피가공물의 내부의 그 제 1 깊이와는 상이한 제 2 깊이의 위치에 위치시키도록 그 분할 예정 라인을 따라 그 레이저 빔을 조사하여, 그 제 1 개질층보다 길고 그 외주 잉여 영역에 단부가 겹치는 제 2 개질층을 그 분할 예정 라인을 따라 형성하는 제 2 레이저 가공 스텝과, 그 제 1 레이저 가공 스텝 및 그 제 2 레이저 가공 스텝을 실시한 후에, 그 유지 테이블로부터 피가공물을 반출하는 반출 스텝과, 그 반출 스텝을 실시한 후에, 피가공물에 힘을 부여하여 피가공물을 개개의 그 칩으로 분할하는 분할 스텝을 구비하고, 그 분할 스텝에서는, 가열과 냉각에 의해 그 힘을 부여하여 피가공물을 개개의 그 칩으로 분할하는 칩의 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 일 양태에 있어서, 그 제 1 레이저 가공 스텝 및 그 제 2 레이저 가공 스텝을 실시한 후, 그 분할 스텝을 실시하기 전에, 그 보강부를 제거하는 보강부 제거 스텝을 추가로 구비해도 된다. 또, 본 발명의 일 양태에 있어서, 그 유지 테이블의 상면은, 유연한 재료에 의해 구성되어 있고, 그 유지 스텝에서는, 그 유연한 재료로 피가공물의 표면측을 유지해도 된다.
본 발명의 일 양태에 관련된 칩의 제조 방법에서는, 피가공물을 유지 테이블에서 직접 유지한 상태에서, 집광점을 제 1 깊이의 위치에 위치시키도록 피가공물의 칩 영역에만 레이저 빔을 조사하여, 칩 영역의 분할 예정 라인을 따라 제 1 개질층을 형성하고, 또, 집광점을 제 2 깊이의 위치에 위치시키도록 레이저 빔을 조사하여, 제 1 개질층보다 길고 외주 잉여 영역에 단부가 겹치는 제 2 개질층을 분할 예정 라인을 따라 형성한 후, 가열과 냉각에 의해 힘을 부여하여 피가공물을 개개의 칩으로 분할하므로, 피가공물에 힘을 가하여 개개의 칩으로 분할하기 위해 익스팬드 시트를 사용할 필요가 없다. 이와 같이, 본 발명의 일 양태에 관련된 칩의 제조 방법에 의하면, 익스팬드 시트를 사용하지 않고 판상의 피가공물을 분할하여 복수의 칩을 제조할 수 있다.
또, 본 발명의 일 양태에 관련된 칩의 제조 방법에서는, 피가공물의 칩 영역에만 레이저 빔을 조사하여 분할 예정 라인을 따르는 제 1 개질층을 형성함과 함께, 외주 잉여 영역을 제 1 개질층이 형성되어 있지 않은 보강부로 하므로, 이 보강부에 의해 칩 영역은 보강된다. 따라서, 반송시 등에 가해지는 힘에 의해 피가공물이 개개의 칩으로 분할되어, 피가공물을 적절히 반송할 수 없게 되는 경우도 없다.
도 1 은, 피가공물의 구성예를 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 2 는, 레이저 가공 장치의 구성예를 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 3(A) 는, 유지 스텝에 대해 설명하기 위한 단면도이고, 도 3(B) 는, 제 1 레이저 가공 스텝 및 제 2 레이저 가공 스텝에 대해 설명하기 위한 단면도이다.
도 4(A) 는, 모든 분할 예정 라인을 따라 개질층이 형성된 후의 피가공물의 상태를 모식적으로 나타내는 평면도이고, 도 4(B) 는, 각 분할 예정 라인을 따라 형성된 개질층의 상태를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 5(A) 및 도 5(B) 는, 보강부 제거 스텝에 대해 설명하기 위한 단면도이다.
도 6 은, 분할 스텝에 대해 설명하기 위한 단면도이다.
도 7 은, 변형예에 관련된 유지 스텝에 대해 설명하기 위한 단면도이다.
도 8(A) 는, 변형예에 관련된 분할 스텝에 대해 설명하기 위한 단면도이고, 도 8(B) 는, 변형예에 관련된 분할 스텝 후의 피가공물의 상태를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 일 양태에 관련된 실시형태에 대해 설명한다. 본 실시형태에 관련된 칩의 제조 방법은, 유지 스텝 (도 3(A) 참조), 제 1 레이저 가공 스텝 (도 3(B), 도 4(A) 및 도 4(B) 참조), 제 2 레이저 가공 스텝 (도 3(B), 도 4(A) 및 도 4(B) 참조), 반출 스텝, 보강부 제거 스텝 (도 5(A) 및 도 5(B) 참조), 및 분할 스텝 (도 6 참조) 을 포함한다.
유지 스텝에서는, 분할 예정 라인에 의해 복수의 영역으로 구획된 칩 영역과, 칩 영역을 둘러싸는 외주 잉여 영역을 갖는 피가공물 (워크) 을 척 테이블 (유지 테이블) 에서 직접 유지한다. 제 1 레이저 가공 스텝에서는, 피가공물에 대해 투과성을 갖는 파장의 레이저 빔을 조사하여, 칩 영역의 분할 예정 라인을 따라 제 1 개질층을 형성함과 함께, 외주 잉여 영역을 제 1 개질층이 형성되어 있지 않은 보강부로 한다.
제 2 레이저 가공 스텝에서는, 피가공물에 대해 투과성을 갖는 파장의 레이저 빔을 조사하여, 제 1 개질층보다 길고 외주 잉여 영역에 단부가 겹치는 제 2 개질층을 분할 예정 라인을 따라 형성한다. 반출 스텝에서는, 척 테이블로부터 피가공물을 반출한다. 보강부 제거 스텝에서는, 피가공물로부터 보강부를 제거한다. 분할 스텝에서는, 가열과 냉각에 의해 힘을 부여하여 피가공물을 복수의 칩으로 분할한다. 이하, 본 실시형태에 관련된 칩의 제조 방법에 대해 상세하게 서술한다.
도 1 은, 본 실시형태에서 사용되는 피가공물 (워크) (11) 의 구성예를 모식적으로 나타내는 사시도이다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 피가공물 (11) 은, 예를 들어, 실리콘 (Si), 비화갈륨 (GaAs), 인화인듐 (InP), 질화갈륨 (GaN), 실리콘 카바이드 (SiC) 등의 반도체, 사파이어 (Al2O3), 소다 유리, 붕규산 유리, 석영 유리 등의 유전체 (절연체), 또는, 탄탈산리튬 (LiTa3), 니오브산리튬 (LiNb3) 등의 강유전체 (강유전체 결정) 로 이루어지는 원반상의 웨이퍼 (기판) 이다.
피가공물 (11) 의 표면 (11a) 측은, 교차하는 복수의 분할 예정 라인 (스트리트) (13) 으로 칩이 되는 복수의 영역 (15) 으로 구획되어 있다. 또한, 이하에서는, 칩이 되는 복수의 영역 (15) 전부를 포함하는 대체로 원형의 영역을 칩 영역 (11c) 이라고 부르고, 칩 영역 (11c) 을 둘러싸는 환상의 영역을 외주 잉여 영역 (11d) 이라고 부른다.
칩 영역 (11c) 내의 각 영역 (15) 에는, 필요에 따라, IC (Integrated Circuit), MEMS (Micro Electro Mechanical Systems), LED (Light Emitting Diode), LD (Laser Diode), 포토 다이오드 (Photodiode), SAW (Surface Acoustic Wave) 필터, BAW (Bulk Acoustic Wave) 필터 등의 디바이스가 형성되어 있다.
이 피가공물 (11) 을 분할 예정 라인 (13) 을 따라 분할함으로써, 복수의 칩이 얻어진다. 구체적으로는, 피가공물 (11) 이 실리콘 웨이퍼인 경우에는, 예를 들어, 메모리나 센서 등으로서 기능하는 칩이 얻어진다. 피가공물 (11) 이 비화갈륨 기판이나 인화인듐 기판, 질화갈륨 기판인 경우에는, 예를 들어, 발광 소자나 수광 소자 등으로서 기능하는 칩이 얻어진다.
피가공물 (11) 이 실리콘 카바이드 기판인 경우에는, 예를 들어, 파워 디바이스 등으로서 기능하는 칩이 얻어진다. 피가공물 (11) 이 사파이어 기판인 경우에는, 예를 들어, 발광 소자 등으로서 기능하는 칩이 얻어진다. 피가공물 (11) 이 소다 유리나 붕규산 유리, 석영 유리 등으로 이루어지는 유리 기판인 경우에는, 예를 들어, 광학 부품이나 커버 부재 (커버 유리) 로서 기능하는 칩이 얻어진다.
피가공물 (11) 이 탄탈산리튬이나, 니오브산리튬 등의 강유전체로 이루어지는 강유전체 기판 (강유전체 결정 기판) 인 경우에는, 예를 들어, 필터나 액추에이터 등으로서 기능하는 칩이 얻어진다. 또한, 피가공물 (11) 의 재질, 형상, 구조, 크기, 두께 등에 제한은 없다. 마찬가지로, 칩이 되는 영역 (15) 에 형성되는 디바이스의 종류, 수량, 형상, 구조, 크기, 배치 등에도 제한은 없다. 칩이 되는 영역 (15) 에는, 디바이스가 형성되어 있지 않아도 된다.
본 실시형태에 관련된 칩의 제조 방법에서는, 피가공물 (11) 로서 원반상의 실리콘 웨이퍼를 사용하여, 복수의 칩을 제조한다. 구체적으로는, 먼저, 이 피가공물 (11) 을 척 테이블에서 직접 유지하는 유지 스텝을 실시한다. 도 2 는, 본 실시형태에서 사용되는 레이저 가공 장치의 구성예를 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 2 에 나타내는 바와 같이, 레이저 가공 장치 (2) 는, 각 구성 요소가 탑재되는 기대 (4) 를 구비하고 있다. 기대 (4) 의 상면에는, 피가공물 (11) 을 흡인, 유지하기 위한 척 테이블 (유지 테이블) (6) 을 X 축 방향 (가공 이송 방향) 및 Y 축 방향 (산출 이송 방향) 으로 이동시키는 수평 이동 기구 (8) 가 형성되어 있다. 수평 이동 기구 (8) 는, 기대 (4) 의 상면에 고정되고 X 축 방향에 대체로 평행한 1 쌍의 X 축 가이드 레일 (10) 을 구비하고 있다.
X 축 가이드 레일 (10) 에는, X 축 이동 테이블 (12) 이 슬라이드 가능하게 장착되어 있다. X 축 이동 테이블 (12) 의 이면측 (하면측) 에는, 너트부 (도시 생략) 가 형성되어 있고, 이 너트부에는, X 축 가이드 레일 (10) 에 대체로 평행한 X 축 볼 나사 (14) 가 나사 결합되어 있다.
X 축 볼 나사 (14) 의 일단부에는, X 축 펄스 모터 (16) 가 연결되어 있다. X 축 펄스 모터 (16) 로 X 축 볼 나사 (14) 를 회전시킴으로써, X 축 이동 테이블 (12) 은 X 축 가이드 레일 (10) 을 따라 X 축 방향으로 이동한다. X 축 가이드 레일 (10) 에 인접하는 위치에는, X 축 방향에 있어서 X 축 이동 테이블 (12) 의 위치를 검출하기 위한 X 축 스케일 (18) 이 설치되어 있다.
X 축 이동 테이블 (12) 의 표면 (상면) 에는, Y 축 방향에 대체로 평행한 1 쌍의 Y 축 가이드 레일 (20) 이 고정되어 있다. Y 축 가이드 레일 (20) 에는, Y 축 이동 테이블 (22) 이 슬라이드 가능하게 장착되어 있다. Y 축 이동 테이블 (22) 의 이면측 (하면측) 에는, 너트부 (도시 생략) 가 형성되어 있고, 이 너트부에는, Y 축 가이드 레일 (20) 에 대체로 평행한 Y 축 볼 나사 (24) 가 나사 결합되어 있다.
Y 축 볼 나사 (24) 의 일단부에는, Y 축 펄스 모터 (26) 가 연결되어 있다. Y 축 펄스 모터 (26) 로 Y 축 볼 나사 (24) 를 회전시킴으로써, Y 축 이동 테이블 (22) 은 Y 축 가이드 레일 (20) 을 따라 Y 축 방향으로 이동한다. Y 축 가이드 레일 (20) 에 인접하는 위치에는, Y 축 방향에 있어서 Y 축 이동 테이블 (22) 의 위치를 검출하기 위한 Y 축 스케일 (28) 이 설치되어 있다.
Y 축 이동 테이블 (22) 의 표면측 (상면측) 에는, 지지대 (30) 가 형성되어 있고, 이 지지대 (30) 의 상부에는, 척 테이블 (6) 이 배치되어 있다. 척 테이블 (6) 의 표면 (상면) 은, 상기 서술한 피가공물 (11) 의 이면 (11b) 측 (또는 표면 (11a) 측) 을 흡인, 유지하는 유지면 (6a) 으로 되어 있다. 유지면 (6a) 은, 예를 들어, 산화알루미늄 등의 경도가 높은 다공질재로 구성되어 있다. 단, 유지면 (6a) 은, 폴리에틸렌이나 에폭시 등의 수지로 대표되는 유연한 재료로 구성되어 있어도 된다.
이 유지면 (6a) 은, 척 테이블 (6) 의 내부에 형성된 흡인로 (6b) (도 3(A) 등 참조) 나 밸브 (32) (도 3(A) 등 참조) 등을 통하여 흡인원 (34) (도 3(A) 등 참조) 에 접속되어 있다. 척 테이블 (6) 의 하방에는, 회전 구동원 (도시 생략) 이 형성되어 있고, 척 테이블 (6) 은, 이 회전 구동원에 의해 Z 축 방향에 대체로 평행한 회전축의 둘레로 회전한다.
수평 이동 기구 (8) 의 후방에는, 기둥상의 지지 구조 (36) 가 형성되어 있다. 지지 구조 (36) 의 상부에는, Y 축 방향으로 늘어나는 지지 아암 (38) 이 고정되어 있고, 이 지지 아암 (38) 의 선단부에는, 피가공물 (11) 에 대해 투과성을 갖는 파장 (흡수되기 어려운 파장) 의 레이저 빔 (17) (도 3(B) 참조) 을 펄스 발진하여, 척 테이블 (6) 상의 피가공물 (11) 에 조사하는 레이저 조사 유닛 (40) 이 형성되어 있다.
레이저 조사 유닛 (40) 에 인접하는 위치에는, 피가공물 (11) 의 표면 (11a) 측 또는 이면 (11b) 측을 촬상하는 카메라 (42) 가 형성되어 있다. 카메라 (42) 로 피가공물 (11) 등을 촬상하여 형성된 화상은, 예를 들어, 피가공물 (11) 과 레이저 조사 유닛 (40) 의 위치 등을 조정할 때에 사용된다.
척 테이블 (6), 수평 이동 기구 (8), 레이저 조사 유닛 (40), 카메라 (42) 등의 구성 요소는, 제어 유닛 (도시 생략) 에 접속되어 있다. 제어 유닛은, 피가공물 (11) 이 적절히 가공되도록 각 구성 요소를 제어한다.
도 3(A) 는, 유지 스텝에 대해 설명하기 위한 단면도이다. 또한, 도 3(A) 에서는, 일부의 구성 요소를 기능 블록으로 나타내고 있다. 유지 스텝에서는, 도 3(A) 에 나타내는 바와 같이, 예를 들어, 피가공물 (11) 의 이면 (11b) 을 척 테이블 (6) 의 유지면 (6a) 에 접촉시킨다. 그리고, 밸브 (32) 를 열어 흡인원 (34) 의 부압을 유지면 (6a) 에 작용시킨다.
이로써, 피가공물 (11) 은, 표면 (11a) 측이 상방에 노출된 상태에서 척 테이블 (6) 에 흡인, 유지된다. 또한, 본 실시형태에서는, 도 3(A) 에 나타내는 바와 같이, 피가공물 (11) 의 이면 (11b) 측을 척 테이블 (6) 에서 직접 유지한다. 요컨대, 본 실시형태에서는, 피가공물 (11) 에 대해 익스팬드 시트를 붙일 필요가 없다.
유지 스텝 후에는, 피가공물 (11) 에 대해 투과성을 갖는 파장의 레이저 빔 (17) 을 조사하여, 분할 예정 라인 (13) 을 따르는 개질층을 형성하는 제 1 레이저 가공 스텝 및 제 2 레이저 가공 스텝을 실시한다. 또한, 본 실시형태에서는, 제 1 레이저 가공 스텝 후에 제 2 레이저 가공 스텝을 실시하는 경우에 대해 설명한다.
도 3(B) 는, 제 1 레이저 가공 스텝 및 제 2 레이저 가공 스텝에 대해 설명하기 위한 단면도이고, 도 4(A) 는, 모든 분할 예정 라인 (13) 을 따라 개질층이 형성된 후의 피가공물 (11) 의 상태를 모식적으로 나타내는 평면도이고, 도 4(B) 는, 각 분할 예정 라인 (13) 을 따라 형성된 개질층을 모식적으로 나타내는 단면도이다. 또한, 도 3(B) 에서는, 일부의 구성 요소를 기능 블록으로 나타내고 있다.
제 1 레이저 가공 스텝에서는, 먼저, 척 테이블 (6) 을 회전시켜, 예를 들어, 대상이 되는 분할 예정 라인 (13) 의 연장되는 방향을 X 축 방향에 대해 평행으로 한다. 다음으로, 척 테이블 (6) 을 이동시켜, 대상이 되는 분할 예정 라인 (13) 의 연장선 상에 레이저 조사 유닛 (40) 의 위치를 맞춘다. 그리고, 도 3(B) 에 나타내는 바와 같이, X 축 방향 (즉, 대상의 분할 예정 라인 (13) 의 연장되는 방향) 으로 척 테이블 (6) 을 이동시킨다.
그 후, 대상이 되는 분할 예정 라인 (13) 상의 2 개 지점에 존재하는 칩 영역 (11c) 과 외주 잉여 영역 (11d) 의 경계의 일방의 바로 위에 레이저 조사 유닛 (40) 이 도달한 타이밍에서, 이 레이저 조사 유닛 (40) 으로부터 레이저 빔 (17) 의 조사를 개시한다. 본 실시형태에서는, 도 3(B) 에 나타내는 바와 같이, 피가공물 (11) 의 상방에 배치된 레이저 조사 유닛 (40) 으로부터, 피가공물 (11) 의 표면 (11a) 을 향하여 레이저 빔 (17) 이 조사된다.
이 레이저 빔 (17) 의 조사는, 레이저 조사 유닛 (40) 이, 대상이 되는 분할 예정 라인 (13) 상의 2 개 지점에 존재하는 칩 영역 (11c) 과 외주 잉여 영역 (11d) 의 경계의 타방의 바로 위에 도달할 때까지 계속된다. 요컨대, 여기서는, 대상의 분할 예정 라인 (13) 을 따라 칩 영역 (11c) 내에만 레이저 빔 (17) 을 조사한다.
또, 이 레이저 빔 (17) 은, 피가공물 (11) 의 내부의 표면 (11a) (또는 이면 (11b)) 으로부터 제 1 깊이의 위치에 집광점을 위치시키도록 조사된다. 이와 같이, 피가공물 (11) 에 대해 투과성을 갖는 파장의 레이저 빔 (17) 을, 피가공물 (11) 의 내부에 집광시킴으로써, 집광점 및 그 근방에서 피가공물 (11) 의 일부를 다광자 흡수에 의해 개질하여, 분할의 기점이 되는 개질층 (19) (제 1 개질층 (19a)) 을 형성할 수 있다 (제 1 개질층 형성 스텝).
본 실시형태의 제 1 레이저 가공 스텝에서는, 대상의 분할 예정 라인 (13) 을 따라 칩 영역 (11c) 내에만 레이저 빔 (17) 을 조사하므로, 대상의 분할 예정 라인 (13) 을 따라 칩 영역 (11c) 내에만 개질층 (19) (제 1 개질층 (19a)) 이 형성된다. 즉, 도 4(B) 에 나타내는 바와 같이, 제 1 레이저 가공 스텝에서는, 외주 잉여 영역 (11d) 에 개질층 (19) (제 1 개질층 (19a)) 이 형성되지 않는다.
상기 서술한 제 1 레이저 가공 스텝 후에는, 동일한 분할 예정 라인 (13) 을 따라 제 1 깊이와는 상이한 깊이의 위치에 개질층 (19) 을 형성하는 제 2 레이저 가공 스텝을 실시한다. 또한, 제 1 레이저 가공 스텝이 종료된 단계에서는, 대상이 되는 분할 예정 라인 (13) 의 연장선 상에 레이저 조사 유닛 (40) 이 존재하므로, 이 레이저 조사 유닛 (40) 의 위치를 분할 예정 라인 (13) 에 맞추어 조정할 필요는 없다.
제 2 레이저 가공 스텝에서는, 먼저, 척 테이블 (6) 을 X 축 방향 (대상의 분할 예정 라인 (13) 의 연장되는 방향) 으로 이동시킨다. 다음으로, 피가공물 (11) 의 외주 잉여 영역 (11d) 에 설정된 조사 개시점의 바로 위에 레이저 조사 유닛 (40) 이 도달한 타이밍에서, 이 레이저 조사 유닛 (40) 으로부터 레이저 빔 (17) 의 조사를 개시한다.
본 실시형태에서는, 제 1 레이저 가공 스텝과 마찬가지로, 피가공물 (11) 의 상방에 배치된 레이저 조사 유닛 (40) 으로부터, 피가공물 (11) 의 표면 (11a) 을 향하여 레이저 빔 (17) 이 조사된다. 이 레이저 빔 (17) 의 조사는, 레이저 조사 유닛 (40) 이, 피가공물 (11) 의 칩 영역 (11c) 상을 통과하여 외주 잉여 영역 (11d) 에 설정된 조사 종료점의 바로 위에 도달할 때까지 계속된다.
요컨대, 여기서는, 대상의 분할 예정 라인 (13) 을 따라 외주 잉여 영역 (11d) 의 일부 및 칩 영역 (11c) 에 레이저 빔 (17) 을 조사한다. 또, 이 레이저 빔 (17) 은, 피가공물 (11) 의 내부의 표면 (11a) (또는 이면 (11b)) 으로부터 제 2 깊이 (제 1 깊이와는 상이한 깊이) 의 위치에 집광점을 위치시키도록 조사된다.
이로써, 제 1 레이저 가공 스텝에서 형성되는 개질층 (19) (제 1 개질층 (19a)) 보다 길고 외주 잉여 영역 (11d) 에 단부가 겹치는 개질층 (19) (제 2 개질층 (19b)) 을, 분할 예정 라인 (13) 을 따라 제 2 깊이의 위치에 형성할 수 있다 (제 2 개질층 형성 스텝). 제 2 깊이의 위치에 개질층 (19) (제 2 개질층 (19b)) 을 형성한 후에는, 동일한 순서로 제 1 깊이 및 제 2 깊이와는 상이한 제 3 깊이의 위치에 개질층 (19) (제 3 개질층 (19c)) 을 형성한다 (제 3 개질층 형성 스텝). 제 3 깊이의 위치에 개질층 (19) 을 형성할 때에는, 조사 개시점 및 조사 종료점의 위치를 변경해도 된다.
또한, 본 실시형태에서는, 제 1 레이저 가공 스텝에서 1 개의 분할 예정 라인 (13) 을 따라 1 개의 개질층 (19) (제 1 개질층 (19a)) 을 형성하고, 제 2 레이저 가공 스텝에서 동일한 1 개의 분할 예정 라인 (13) 을 따라 2 개의 개질층 (19) (제 2 개질층 (19b) 및 제 3 개질층 (19c)) 을 형성하고 있지만, 1 개의 분할 예정 라인 (13) 을 따라 형성되는 개질층 (19) 의 수나 위치 등에 특별한 제한은 없다.
예를 들어, 제 1 레이저 가공 스텝에서 1 개의 분할 예정 라인 (13) 을 따라 형성되는 개질층 (19) 의 수는 2 개 이상이어도 된다. 또, 제 2 레이저 가공 스텝에서 동일한 1 개의 분할 예정 라인 (13) 을 따라 형성되는 개질층 (19) 의 수는 1 개, 또는 3 개 이상이어도 된다. 즉, 적어도, 제 1 레이저 가공 스텝에서 1 개의 분할 예정 라인 (13) 을 따라 1 개 이상의 개질층 (19) 을 형성할 수 있고, 제 2 레이저 가공 스텝에서 1 개의 분할 예정 라인 (13) 을 따라 1 개 이상의 개질층 (19) 을 형성할 수 있으면 된다.
또, 개질층 (19) 은, 표면 (11a) (또는 이면 (11b)) 에 크랙이 도달하는 조건에서 형성되는 것이 바람직하다. 물론, 표면 (11a) 및 이면 (11b) 의 양방에 크랙이 도달하는 조건에서 개질층 (19) 을 형성해도 된다. 이로써, 피가공물 (11) 을 보다 적절히 분할할 수 있게 된다.
피가공물 (11) 이 실리콘 웨이퍼인 경우에는, 예를 들어, 다음과 같은 조건에서 개질층 (19) 이 형성된다.
피가공물 : 실리콘 웨이퍼
레이저 빔의 파장 : 1340 ㎚
레이저 빔의 반복 주파수 : 90 ㎑
레이저 빔의 출력 : 0.1 W ∼ 2 W
척 테이블의 이동 속도 (가공 이송 속도) : 180 ㎜/s ∼ 1000 ㎜/s, 대표적으로는 500 ㎜/s
피가공물 (11) 이 비화갈륨 기판이나 인화인듐 기판인 경우에는, 예를 들어, 다음과 같은 조건에서 개질층 (19) 이 형성된다.
피가공물 : 비화갈륨 기판, 인화인듐 기판
레이저 빔의 파장 : 1064 ㎚
레이저 빔의 반복 주파수 : 20 ㎑
레이저 빔의 출력 : 0.1 W ∼ 2 W
척 테이블의 이동 속도 (가공 이송 속도) : 100 ㎜/s ∼ 400 ㎜/s, 대표적으로는 200 ㎜/s
피가공물 (11) 이 사파이어 기판인 경우에는, 예를 들어, 다음과 같은 조건에서 개질층 (19) 이 형성된다.
피가공물 : 사파이어 기판
레이저 빔의 파장 : 1045 ㎚
레이저 빔의 반복 주파수 : 100 ㎑
레이저 빔의 출력 : 0.1 W ∼ 2 W
척 테이블의 이동 속도 (가공 이송 속도) : 400 ㎜/s ∼ 800 ㎜/s, 대표적으로는 500 ㎜/s
피가공물 (11) 이 탄탈산리튬이나 니오브산리튬 등의 강유전체로 이루어지는 강유전체 기판인 경우에는, 예를 들어, 다음과 같은 조건에서 개질층 (19) 이 형성된다.
피가공물 : 탄탈산리튬 기판, 니오브산리튬 기판
레이저 빔의 파장 : 532 ㎚
레이저 빔의 반복 주파수 : 15 ㎑
레이저 빔의 출력 : 0.02 W ∼ 0.2 W
척 테이블의 이동 속도 (가공 이송 속도) : 270 ㎜/s ∼ 420 ㎜/s, 대표적으로는 300 ㎜/s
피가공물 (11) 이 소다 유리나 붕규산 유리, 석영 유리 등으로 이루어지는 유리 기판인 경우에는, 예를 들어, 다음과 같은 조건에서 개질층 (19) 이 형성된다.
피가공물 : 소다 유리 기판, 붕규산 유리 기판, 석영 유리 기판
레이저 빔의 파장 : 532 ㎚
레이저 빔의 반복 주파수 : 50 ㎑
레이저 빔의 출력 : 0.1 W ∼ 2 W
척 테이블의 이동 속도 (가공 이송 속도) : 300 ㎜/s ∼ 600 ㎜/s, 대표적으로는 400 ㎜/s
피가공물 (11) 이 질화갈륨 기판인 경우에는, 예를 들어, 다음과 같은 조건에서 개질층 (19) 이 형성된다.
피가공물 : 질화갈륨 기판
레이저 빔의 파장 : 532 ㎚
레이저 빔의 반복 주파수 : 25 ㎑
레이저 빔의 출력 : 0.02 W ∼ 0.2 W
척 테이블의 이동 속도 (가공 이송 속도) : 90 ㎜/s ∼ 600 ㎜/s, 대표적으로는 150 ㎜/s
피가공물 (11) 이 실리콘 카바이드 기판인 경우에는, 예를 들어, 다음과 같은 조건에서 개질층 (19) 이 형성된다.
피가공물 : 실리콘 카바이드 기판
레이저 빔의 파장 : 532 ㎚
레이저 빔의 반복 주파수 : 25 ㎑
레이저 빔의 출력 : 0.02 W ∼ 0.2 W, 대표적으로는 0.1 W
척 테이블의 이동 속도 (가공 이송 속도) : 90 ㎜/s ∼ 600 ㎜/s, 대표적으로는 실리콘 카바이드 기판의 벽개 방향에서 90 ㎜/s, 비벽개 방향에서 400 ㎜/s
대상의 분할 예정 라인 (13) 을 따라 개질층 (19) 을 형성한 후에는, 나머지 모든 분할 예정 라인 (13) 에 대해 상기 서술한 제 1 레이저 가공 스텝 및 제 2 레이저 가공 스텝을 반복한다. 이로써, 도 4(A) 에 나타내는 바와 같이, 모든 분할 예정 라인 (13) 을 따라 개질층 (19) 을 형성할 수 있다.
본 실시형태의 제 1 레이저 가공 스텝에서는, 분할 예정 라인 (13) 을 따라 칩 영역 (11c) 내에만 개질층 (19) (제 1 개질층 (19a)) 을 형성하고, 외주 잉여 영역 (11d) 에는 개질층 (19) (제 1 개질층 (19a)) 을 형성하지 않으므로, 이 외주 잉여 영역 (11d) 에 의해 피가공물 (11) 의 강도가 유지된다. 이로써, 반송시 등에 가해지는 힘에 의해 피가공물 (11) 이 개개의 칩으로 분할되는 경우는 없다. 이와 같이, 제 1 레이저 가공 스텝 후의 외주 잉여 영역 (11d) 은, 칩 영역 (11) 을 보강하기 위한 보강부로서 기능한다.
또, 본 실시형태의 제 1 레이저 가공 스텝에서는, 외주 잉여 영역 (11d) 에 개질층 (19) (제 1 개질층 (19a)) 을 형성하지 않으므로, 예를 들어, 개질층 (19) 으로부터 신장되는 크랙이 표면 (11a) 및 이면 (11b) 의 양방에 도달하여, 피가공물 (11) 이 완전하게 분할된 상황에서도, 각 칩이 탈락, 이산되는 경우는 없다. 일반적으로, 피가공물 (11) 에 개질층 (19) 이 형성되면, 이 개질층 (19) 의 근방에서 피가공물 (11) 은 팽창한다. 본 실시형태에서는, 개질층 (19) 의 형성에 의해 발생하는 팽창의 힘을, 보강부로서 기능하는 링상의 외주 잉여 영역 (11d) 에서 내향으로 작용시킴으로써, 각 칩을 가압하여 탈락, 이산을 방지하고 있다.
제 1 레이저 가공 스텝 및 제 2 레이저 가공 스텝 후에는, 척 테이블 (6) 로부터 피가공물 (11) 을 반출하는 반출 스텝을 실시한다. 구체적으로는, 예를 들어, 피가공물 (11) 의 표면 (11a) (또는, 이면 (11b)) 의 전체를 흡착, 유지할 수 있는 반송 유닛 (도시 생략) 으로 피가공물 (11) 의 표면 (11a) 의 전체를 흡착하고 나서, 밸브 (32) 를 닫아 흡인원 (34) 의 부압을 차단하고, 피가공물 (11) 을 반출한다. 또한, 본 실시형태에서는, 상기 서술한 바와 같이, 외주 잉여 영역 (11d) 이 보강부로서 기능하므로, 반송시 등에 가해지는 힘에 의해 피가공물 (11) 이 개개의 칩으로 분할되어, 피가공물 (11) 을 적절히 반송할 수 없게 되는 경우는 없다.
반출 스텝 후에는, 피가공물 (11) 로부터 보강부를 제거하는 보강부 제거 스텝을 실시한다. 도 5(A) 및 도 5(B) 는, 보강부 제거 스텝에 대해 설명하기 위한 단면도이다. 또한, 도 5(A) 및 도 5(B) 에서는, 일부의 구성 요소를 기능 블록으로 나타내고 있다. 보강부 제거 스텝은, 예를 들어, 도 5(A) 및 도 5(B) 에 나타내는 분할 장치 (52) 를 사용하여 실시된다.
분할 장치 (52) 는, 피가공물 (11) 을 흡인, 유지하기 위한 척 테이블 (유지 테이블) (54) 을 구비하고 있다. 이 척 테이블 (54) 의 상면의 일부는, 피가공물 (11) 의 칩 영역 (11c) 을 흡인, 유지하는 유지면 (54a) 으로 되어 있다. 유지면 (54a) 은, 척 테이블 (54) 의 내부에 형성된 흡인로 (54b) 나 밸브 (56) 등을 통하여 흡인원 (58) 에 접속되어 있다. 또, 이 유지면 (54a) 의 하방에는, 히터 (가열 유닛) (54c) 가 배치되어 있다.
척 테이블 (54) 의 상면의 다른 일부에는, 피가공물 (11) 의 외주 잉여 영역 (11d) (즉, 보강부) 을 흡인, 유지하기 위한 흡인로 (54d) 의 일단이 개구되어 있다. 흡인로 (54d) 의 타단측은, 밸브 (60) 등을 통하여 흡인원 (58) 에 접속되어 있다. 이 척 테이블 (54) 은, 모터 등의 회전 구동원 (도시 생략) 에 연결되어 있고, 연직 방향에 대체로 평행한 회전축의 둘레로 회전한다.
척 테이블 (54) 의 상방에는, 절삭 유닛 (62) 이 배치되어 있다. 절삭 유닛 (62) 은, 유지면 (54a) 에 대해 대체로 평행한 회전축이 되는 스핀들 (64) 을 구비하고 있다. 스핀들 (64) 의 일단측에는, 결합재에 지립이 분산되어 이루어지는 환상의 절삭 블레이드 (66) 가 장착되어 있다.
스핀들 (64) 의 타단측에는, 모터 등의 회전 구동원 (도시 생략) 이 연결되어 있고, 스핀들 (64) 의 일단측에 장착된 절삭 블레이드 (66) 는, 이 회전 구동원으로부터 전해지는 힘에 의해 회전한다. 절삭 유닛 (62) 은, 예를 들어, 승강기구 (도시 생략) 에 지지되어 있고, 절삭 블레이드 (66) 는, 이 승강 기구에 의해 연직 방향으로 이동한다.
또한, 척 테이블 (54) 의 상면에는, 피가공물 (11) 의 칩 영역 (11c) 과 외주 잉여 영역 (11d) 의 경계에 대응하는 위치에, 절삭 블레이드 (66) 와의 접촉을 방지하기 위한 절삭 블레이드용 회피 홈 (도시 생략) 이 형성되어 있다.
보강부 제거 스텝에서는, 먼저, 피가공물 (11) 의 이면 (11b) 을 척 테이블 (54) 의 유지면 (54a) 에 접촉시킨다. 그리고, 밸브 (56, 60) 를 열어, 흡인원 (58) 의 부압을 유지면 (54a) 등에 작용시킨다. 이로써, 피가공물 (11) 은, 표면 (11a) 측이 상방에 노출된 상태에서 척 테이블 (54) 에 흡인, 유지된다. 또한, 본 실시형태에서는, 도 5(A) 에 나타내는 바와 같이, 피가공물 (11) 의 이면 (11b) 측을 척 테이블 (54) 에서 직접 유지한다. 요컨대, 여기서도, 피가공물 (11) 에 대해 익스팬드 시트를 붙일 필요가 없다.
다음으로, 절삭 블레이드 (66) 를 회전시켜, 피가공물 (11) 의 칩 영역 (11c) 과 외주 잉여 영역 (11d) 의 경계에 절입시킨다. 아울러, 도 5(A) 에 나타내는 바와 같이, 척 테이블 (54) 을, 연직 방향에 대체로 평행한 회전축의 둘레로 회전시킨다. 이로써, 칩 영역 (11c) 과 외주 잉여 영역 (11d) 의 경계를 따라 피가공물 (11) 을 절단할 수 있다.
그 후, 밸브 (60) 를 닫아, 피가공물 (11) 의 외주 잉여 영역 (11d) 에 대한 흡인원 (58) 의 부압을 차단한다. 그리고, 도 5(B) 에 나타내는 바와 같이, 척 테이블 (54) 로부터 외주 잉여 영역 (11d) 을 제거한다. 이로써, 척 테이블 (54) 상에는, 피가공물 (11) 의 칩 영역 (11c) 만이 남는다.
보강부 제거 스텝 후에는, 피가공물 (11) 을 개개의 칩으로 분할하는 분할 스텝을 실시한다. 구체적으로는, 가열 및 냉각에 의해 응력을 발생시켜 피가공물 (11) 을 분할한다. 도 6 은, 분할 스텝에 대해 설명하기 위한 단면도이다. 또한, 도 6 에서는, 일부의 구성 요소를 기능 블록으로 나타내고 있다.
분할 스텝은, 계속해서 분할 장치 (52) 를 사용하여 실시된다. 도 6 에 나타내는 바와 같이, 분할 장치 (52) 는, 척 테이블 (54) 의 상방에 배치된 노즐 (냉각 유닛) (68) 을 추가로 구비하고 있다. 본 실시형태의 분할 스텝에서는, 척 테이블 (54) 에 형성된 히터 (54c) 로 피가공물 (11) 을 가열한 후에, 이 노즐 (68) 로부터 냉각용의 유체 (21) 를 공급하여 피가공물 (11) 을 냉각시킴으로써, 피가공물 (11) 의 분할에 필요한 응력을 발생시킨다.
냉각용의 유체 (21) 로는, 예를 들어, 물 등의 액체나, 에어 등의 기체를 사용할 수 있다. 유체 (21) 로서 액체를 사용하는 경우에는, 이 액체를 동결시키지 않을 정도로 낮은 온도 (예를 들어, 응고점보다 0.1 ℃ ∼ 10 ℃ 정도 높은 온도) 까지 냉각시켜 두어도 된다. 단, 유체 (21) 의 종류나 유량, 온도 등에 특별한 제한은 없다. 예를 들어, 기화됨으로써 더욱 열을 빼앗을 수 있는 액체 질소 등의 저온의 액체를 사용해도 된다.
히터 (54c) 를 작동시켜 피가공물 (11) 을 가열한 후에, 노즐 (68) 로부터 냉각용의 유체 (21) 를 공급하여 피가공물 (11) 을 냉각시키면, 피가공물 (11) 의 내부에 발생하는 응력에 의해 개질층 (19) 으로부터 크랙 (23) 이 신장된다. 이로써, 피가공물 (11) 은 분할 예정 라인 (13) 을 따라 복수의 칩 (25) 으로 분할된다.
가열 및 냉각의 조건 (온도, 시간 등) 은, 피가공물 (11) 의 종류 등에 따라 설정된다. 또, 히터 (54c) 에 의한 피가공물 (11) 의 가열과, 노즐 (68) 로부터 공급되는 액체 (21) 에 의한 피가공물 (11) 의 냉각은, 피가공물 (11) 이 적절히 분할될 때까지 반복되는 것이 바람직하다.
이와 같이, 본 실시형태에서는, 가열 및 냉각에 의해 필요한 힘을 부여함으로써, 피가공물 (11) 을 개개의 칩 (25) 으로 분할할 수 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 피가공물 (11) 을 가열한 후에 냉각시키고 있지만, 피가공물 (11) 을 냉각시킨 후에 가열해도 된다. 가열 및 냉각의 방법에도 특별한 제한은 없다.
이상과 같이, 본 실시형태에 관련된 칩의 제조 방법에서는, 피가공물 (워크) (11) 을 척 테이블 (유지 테이블) (6) 에서 직접 유지한 상태에서, 집광점을 제 1 깊이의 위치에 위치시키도록 피가공물 (11) 의 칩 영역 (11c) 에만 레이저 빔 (17) 을 조사하여, 칩 영역 (11c) 의 분할 예정 라인 (13) 을 따라 개질층 (19) (제 1 개질층 (19a)) 을 형성하고, 또, 집광점을 제 2 깊이의 위치 및 제 3 깊이의 위치에 위치시키도록 레이저 빔 (17) 을 조사하여, 제 1 깊이의 위치에 형성되는 개질층 (19) 보다 길고 외주 잉여 영역 (11d) 에 단부가 겹치는 개질층 (19) (제 2 개질층 (19b) 및 제 3 개질층 (19c)) 을 분할 예정 라인 (13) 을 따라 형성한 후, 가열과 냉각에 의해 힘을 부여하여 피가공물 (11) 을 개개의 칩 (25) 으로 분할하므로, 피가공물 (11) 에 힘을 가하여 개개의 칩 (25) 으로 분할하기 위해 익스팬드 시트를 사용할 필요가 없다. 이와 같이, 본 실시형태에 관련된 칩의 제조 방법에 의하면, 익스팬드 시트를 사용하지 않고 판상의 피가공물 (11) 인 실리콘 웨이퍼를 분할하여 복수의 칩 (25) 을 제조할 수 있다.
또, 본 실시형태에 관련된 칩의 제조 방법에서는, 피가공물 (11) 의 칩 영역 (11c) 에만 레이저 빔 (17) 을 조사하여 분할 예정 라인 (13) 을 따르는 개질층 (19) (제 1 개질층 (19a)) 을 형성함과 함께, 외주 잉여 영역 (11d) 을 개질층 (19) 이 형성되어 있지 않은 보강부로 하므로, 이 보강부에 의해 칩 영역 (11c) 은 보강된다. 따라서, 반송시 등에 가해지는 힘에 의해 피가공물 (11) 이 개개의 칩 (25) 으로 분할되어, 피가공물 (11) 을 적절히 반송할 수 없게 되는 경우도 없다.
또한, 본 발명은, 상기 실시형태 등의 기재에 제한되지 않고 여러 가지 변경하여 실시할 수 있다. 예를 들어, 상기 실시형태에서는, 제 1 레이저 가공 스텝 후에 제 2 레이저 가공 스텝을 실시하고 있지만, 제 2 레이저 가공 스텝 후에 제 1 레이저 가공 스텝을 실시하도록 해도 된다. 또한, 제 2 개질층 (19b) 을 형성하는 제 2 개질층 형성 스텝과, 제 3 개질층 (19c) 을 형성하는 제 3 개질층 형성 스텝의 순서를 바꿔도 된다.
또, 상기 실시형태에서는, 대상의 1 개의 분할 예정 라인 (13) 에 대해 제 1 레이저 가공 스텝을 실시한 후에, 동일한 1 개의 분할 예정 라인 (13) 에 대해 제 2 레이저 가공 스텝을 실시하고 있지만, 본 발명은 이 양태에 제한되지 않는다. 예를 들어, 복수의 분할 예정 라인 (13) 에 대해 제 1 개질층 (19a) 을 형성하는 제 1 레이저 가공 스텝 (제 1 개질층 형성 스텝) 을 실시한 후에, 복수의 분할 예정 라인 (13) 에 대해 제 2 레이저 가공 스텝을 실시할 수도 있다.
또한, 이 경우에는, 복수의 분할 예정 라인 (13) 에 대해 제 2 개질층 (19b) 을 형성하는 제 2 레이저 가공 스텝 (제 2 개질층 형성 스텝) 을 실시하고 나서, 복수의 분할 예정 라인 (13) 에 대해 제 3 개질층 (19c) 을 형성하는 제 2 레이저 가공 스텝 (제 3 개질층 형성 스텝) 을 실시하면 된다.
보다 구체적으로는, 예를 들어, 먼저, 제 1 방향에 평행한 모든 분할 예정 라인 (13) 에 대해 제 1 개질층 (19a) 을 형성하는 제 1 개질층 형성 스텝을 실시한다. 다음으로, 제 1 방향에 평행한 모든 분할 예정 라인 (13) 에 대해 제 2 개질층 (19b) 을 형성하는 제 2 개질층 형성 스텝을 실시한다. 그리고, 제 1 방향에 평행한 모든 분할 예정 라인 (13) 에 대해 제 3 개질층 (19c) 을 형성하는 제 3 개질층 형성 스텝을 실시한다.
그 후, 제 1 방향과는 상이한 제 2 방향에 평행한 모든 분할 예정 라인 (13) 에 대해 제 1 개질층 (19a) 을 형성하는 제 1 개질층 형성 스텝을 실시한다. 다음으로, 제 2 방향에 평행한 모든 분할 예정 라인 (13) 에 대해 제 2 개질층 (19b) 을 형성하는 제 2 개질층 형성 스텝을 실시한다. 그리고, 제 2 방향에 평행한 모든 분할 예정 라인 (13) 에 대해 제 3 개질층 (19c) 을 형성하는 제 3 개질층 형성 스텝을 실시한다.
또한, 이 경우에도, 제 2 레이저 가공 스텝 (제 2 개질층 형성 스텝 및 제 3 개질층 형성 스텝) 후에 제 1 레이저 가공 스텝 (제 1 개질층 형성 스텝) 을 실시할 수 있다. 마찬가지로, 제 2 개질층 (19b) 을 형성하는 제 2 개질층 형성 스텝과, 제 3 개질층 (19c) 을 형성하는 제 3 개질층 형성 스텝의 순서를 바꿔도 된다.
또, 상기 실시형태에서는, 피가공물 (11) 의 이면 (11b) 측을 척 테이블 (6) 에서 직접 유지하여, 표면 (11a) 측으로부터 레이저 빔 (17) 을 조사하고 있지만, 피가공물 (11) 의 표면 (11a) 측을 척 테이블 (6) 에서 직접 유지하여, 이면 (11b) 측으로부터 레이저 빔 (17) 을 조사해도 된다.
도 7 은, 변형예에 관련된 유지 스텝에 대해 설명하기 위한 단면도이다. 이 변형예에 관련된 유지 스텝에서는, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 예를 들어, 폴리에틸렌이나 에폭시 등의 수지로 대표되는 유연한 재료로 이루어지는 다공질상의 시트 (포러스 시트) (44) 에 의해 상면이 구성된 척 테이블 (유지 테이블) (6) 을 사용하면 된다.
이 척 테이블 (6) 에서는, 시트 (44) 의 상면 (44a) 에서 피가공물 (11) 의 표면 (11a) 측을 흡인, 유지하게 된다. 이로써, 표면 (11a) 측에 형성되어 있는 디바이스 등의 파손을 방지할 수 있다. 이 시트 (44) 는 척 테이블 (6) 의 일부이며, 척 테이블 (6) 의 본체 등과 함께 반복 사용된다.
단, 척 테이블 (6) 의 상면은, 상기 서술한 다공질상의 시트 (44) 에 의해 구성되어 있을 필요는 없고, 적어도, 피가공물 (11) 의 표면 (11a) 측에 형성되어 있는 디바이스 등을 손상시키지 않을 정도로 유연한 재료로 구성되어 있으면 된다. 또, 시트 (44) 는, 척 테이블 (6) 의 본체에 대해 착탈할 수 있도록 구성되어, 파손된 경우 등에 교환할 수 있는 것이 바람직하다.
또, 상기 실시형태에서는, 반출 스텝 후, 분할 스텝 전에, 보강부 제거 스텝을 실시하고 있지만, 예를 들어, 제 1 레이저 가공 스텝 및 제 2 레이저 가공 스텝 후, 반출 스텝 전에, 보강부 제거 스텝을 실시해도 된다. 또한, 반출 스텝 후, 분할 스텝 전에, 보강부 제거 스텝을 실시하는 경우에는, 보강부 제거 스텝 후에 피가공물 (11) 을 반송할 필요가 없으므로, 피가공물 (11) 을 적절히 반송할 수 없게 되는 등의 문제를 회피하기 쉽다.
또, 보강부 제거 스텝을 생략할 수도 있다. 상기 실시형태의 제 2 레이저 가공 스텝에서는, 외주 잉여 영역 (11d) 에 단부가 겹치는 개질층 (19) (제 2 개질층 (19b) 및 제 3 개질층 (19c)) 을, 분할 예정 라인 (13) 을 따라 형성하고 있다. 그 때문에, 개질층 (19) 과 외주 잉여 영역 (11d) 이 겹치지 않는 경우에 비해, 외주 잉여 영역 (11d) 은 분할되기 쉽다. 따라서, 보강부 제거 스텝을 실시하지 않아도, 분할 스텝에서 칩 영역 (11c) 을 외주 잉여 영역 (11d) 과 함께 분할하는 것이 가능해진다.
또한, 이 경우에는, 예를 들어, 피가공물 (11) 의 외주연에서 개질층 (19) 의 단까지의 거리가 2 ㎜ ∼ 3 ㎜ 정도가 되도록, 제 2 레이저 가공 스텝에서 개질층 (19) 을 형성하는 범위를 조정하면 된다. 또, 예를 들어, 분할 스텝에서 칩 영역 (11c) 을 분할하기 전에, 보강부에 분할의 기점이 되는 홈을 형성해도 된다. 도 8(A) 는, 변형예에 관련된 분할 스텝에 대해 설명하기 위한 단면도이고, 도 8(B) 는, 변형예에 관련된 분할 스텝 후의 피가공물 (11) 의 상태를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
변형예에 관련된 분할 스텝에서는, 도 8(A) 및 도 8(B) 에 나타내는 바와 같이, 외주 잉여 영역 (11d) (즉, 보강부) 에 절삭 블레이드 (66) 를 절입시켜, 분할의 기점이 되는 홈 (11e) 을 형성한다. 이 홈 (11e) 은, 예를 들어, 분할 예정 라인 (13) 을 따라 형성되는 것이 바람직하다. 이와 같은 홈 (11e) 을 형성함으로써, 열 충격에 의해 피가공물 (11) 을 외주 잉여 영역 (11d) 과 함께 분할할 수 있게 된다. 또한, 변형예에 관련된 분할 스텝에서는, 척 테이블 (54) 의 흡인로 (54d) 나 밸브 (60) 등을 생략할 수 있다.
그 밖에, 상기 실시형태 및 변형예에 관련된 구조, 방법 등은, 본 발명의 목적의 범위를 일탈하지 않는 한에 있어서 적절히 변경하여 실시할 수 있다.
11 : 피가공물 (워크)
11a : 표면
11b : 이면
11c : 칩 영역
11d : 외주 잉여 영역
13 : 분할 예정 라인 (스트리트)
15 : 영역
17 : 레이저 빔
19 : 개질층
19a : 제 1 개질층
19b : 제 2 개질층
19c : 제 3 개질층
21 : 유체
23 : 크랙
25 : 칩
2 : 레이저 가공 장치
4 : 기대
6 : 척 테이블 (유지 테이블)
6a : 유지면
6b : 흡인로
8 : 수평 이동 기구
10 : X 축 가이드 레일
12 : X 축 이동 테이블
14 : X 축 볼 나사
16 : X 축 펄스 모터
18 : X 축 스케일
20 : Y 축 가이드 레일
22 : Y 축 이동 테이블
24 : Y 축 볼 나사
26 : Y 축 펄스 모터
28 : Y 축 스케일
30 : 지지대
32 : 밸브
34 : 흡인원
36 : 지지 구조
38 : 지지 아암
40 : 레이저 조사 유닛
42 : 카메라
44 : 시트 (포러스 시트)
44a : 상면
52 : 분할 장치
54 : 척 테이블 (유지 테이블)
54a : 유지면
54b : 흡인로
54c : 히터 (가열 유닛)
54d : 흡인로
56 : 밸브
58 : 흡인원
60 : 밸브
62 : 절삭 유닛
64 : 스핀들
66 : 절삭 블레이드
68 : 노즐 (냉각 유닛)

Claims (3)

  1. 교차하는 복수의 분할 예정 라인에 의해 칩이 되는 복수의 영역으로 구획된 칩 영역과, 그 칩 영역을 둘러싸는 외주 잉여 영역을 갖는 피가공물로부터 복수의 그 칩을 제조하는 칩의 제조 방법으로서,
    피가공물을 유지 테이블에서 직접 유지하는 유지 스텝과,
    그 유지 스텝을 실시한 후에, 피가공물에 대해 투과성을 갖는 파장의 레이저 빔의 집광점을 그 유지 테이블에 유지된 피가공물의 내부의 제 1 깊이의 위치에 위치시키도록 그 분할 예정 라인을 따라 피가공물의 그 칩 영역에만 그 레이저 빔을 조사하여, 그 칩 영역의 그 분할 예정 라인을 따라 제 1 개질층을 형성함과 함께, 그 외주 잉여 영역을 그 제 1 개질층이 형성되어 있지 않은 보강부로 하는 제 1 레이저 가공 스텝과,
    그 유지 스텝을 실시한 후에, 피가공물에 대해 투과성을 갖는 파장의 레이저 빔의 집광점을 그 유지 테이블에 유지된 피가공물의 내부의 그 제 1 깊이와는 상이한 제 2 깊이의 위치에 위치시키도록 그 분할 예정 라인을 따라 그 레이저 빔을 조사하여, 그 제 1 개질층보다 길고 그 외주 잉여 영역에 단부가 겹치는 제 2 개질층을 그 분할 예정 라인을 따라 형성하는 제 2 레이저 가공 스텝과,
    그 제 1 레이저 가공 스텝 및 그 제 2 레이저 가공 스텝을 실시한 후에, 그 유지 테이블로부터 피가공물을 반출하는 반출 스텝과,
    그 반출 스텝을 실시한 후에, 피가공물에 힘을 부여하여 피가공물을 개개의 그 칩으로 분할하는 분할 스텝을 구비하고,
    그 분할 스텝에서는, 가열과 냉각에 의해 그 힘을 부여하여 피가공물을 개개의 그 칩으로 분할하는 것을 특징으로 하는 칩의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    그 제 1 레이저 가공 스텝 및 그 제 2 레이저 가공 스텝을 실시한 후, 그 분할 스텝을 실시하기 전에, 그 보강부를 제거하는 보강부 제거 스텝을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 칩의 제조 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    그 유지 테이블의 상면은, 유연한 재료에 의해 구성되어 있고,
    그 유지 스텝에서는, 그 유연한 재료로 피가공물의 표면측을 유지하는 것을 특징으로 하는 칩의 제조 방법.
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