JPH10323779A - Ｓｉ基板の切断方法 - Google Patents
Ｓｉ基板の切断方法Info
- Publication number
- JPH10323779A JPH10323779A JP10049390A JP4939098A JPH10323779A JP H10323779 A JPH10323779 A JP H10323779A JP 10049390 A JP10049390 A JP 10049390A JP 4939098 A JP4939098 A JP 4939098A JP H10323779 A JPH10323779 A JP H10323779A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- laser beam
- cutting
- cut
- wavelength
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 105
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims abstract description 20
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims abstract description 13
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract description 5
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 abstract description 5
- 230000035939 shock Effects 0.000 abstract description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 8
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 5
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 1
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 1
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】Ｓｉ基板を蒸発切断或いは割断切断できる切断
方法を提供する。 【解決手段】レーザビーム２−２をＳｉ基板３に照射し
て加熱する工程と停止する工程とによって、Ｓｉ基板３
に局所的に熱衝撃が加わって切断される。すなわち、Ｓ
ｉ基板３に瞬間的にレーザビーム２−２を吸収させて急
加熱する工程と、レーザビーム２−２の照射を停止し、
かつガスを吹き付けてＳｉ基板３を急冷却する工程とに
よってＳｉ基板３が切断される。また、波長９μｍ付近
のレーザビームが最もＳｉ基板３に吸収されるので、発
振波長が９．１μｍ〜９．４μｍの範囲から選ばれたＣ
Ｏ2 レーザビームをＳｉ基板３に照射することにより切
断が促進される。
方法を提供する。 【解決手段】レーザビーム２−２をＳｉ基板３に照射し
て加熱する工程と停止する工程とによって、Ｓｉ基板３
に局所的に熱衝撃が加わって切断される。すなわち、Ｓ
ｉ基板３に瞬間的にレーザビーム２−２を吸収させて急
加熱する工程と、レーザビーム２−２の照射を停止し、
かつガスを吹き付けてＳｉ基板３を急冷却する工程とに
よってＳｉ基板３が切断される。また、波長９μｍ付近
のレーザビームが最もＳｉ基板３に吸収されるので、発
振波長が９．１μｍ〜９．４μｍの範囲から選ばれたＣ
Ｏ2 レーザビームをＳｉ基板３に照射することにより切
断が促進される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、Ｓｉ基板の切断方
法に関し、特にＣＯ2 レーザビームにより非接触で切断
するＳｉ基板の切断方法に関する。
法に関し、特にＣＯ2 レーザビームにより非接触で切断
するＳｉ基板の切断方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近、ガラス材料や磁性材料、半導体材
料、さらには誘電体材料等からなる基板に、電子回路や
光回路等を実装したデバイスの製品開発が活発に行われ
るようになってきた。これらのデバイスは、基板の中或
いは表（又は裏）面に数個から数千個形成されているの
で、最後の工程で、基板を切断してそれぞれのデバイス
を分離しなければならない。基板の切断・分離方法とし
てはダイヤモンドブレードダイシングを行うか、レーザ
光を照射してスクライビングを行う方法が用いられてい
る。
料、さらには誘電体材料等からなる基板に、電子回路や
光回路等を実装したデバイスの製品開発が活発に行われ
るようになってきた。これらのデバイスは、基板の中或
いは表（又は裏）面に数個から数千個形成されているの
で、最後の工程で、基板を切断してそれぞれのデバイス
を分離しなければならない。基板の切断・分離方法とし
てはダイヤモンドブレードダイシングを行うか、レーザ
光を照射してスクライビングを行う方法が用いられてい
る。
【０００３】図８は、本出願人が先に出願したＣＯ2 レ
ーザ光の照射によるガラスの切断装置（特願平５−６３
７７５号）を示す概念図である。
ーザ光の照射によるガラスの切断装置（特願平５−６３
７７５号）を示す概念図である。
【０００４】この装置は、ＣＯ2 レーザ（炭酸ガスレー
ザ）８０１から照射されレンズ８０６で集光されたレー
ザ光Ｌの周りにアシストガス導入管８０２からアシスト
ガスＧを吹き付け、このレーザ光Ｌをベース８０３上の
ガラス基板８０４に照射して、このガラス基板８０４を
二つの基板Ａ及びＢに切断する際に、ガラス基板８０４
をＡ側及びＢ側でそれぞれベース８０３に真空吸着して
固定するものである。
ザ）８０１から照射されレンズ８０６で集光されたレー
ザ光Ｌの周りにアシストガス導入管８０２からアシスト
ガスＧを吹き付け、このレーザ光Ｌをベース８０３上の
ガラス基板８０４に照射して、このガラス基板８０４を
二つの基板Ａ及びＢに切断する際に、ガラス基板８０４
をＡ側及びＢ側でそれぞれベース８０３に真空吸着して
固定するものである。
【０００５】ベース８０３のＡ側、Ｂ側間に形成した溝
８０５はレーザ光Ｌがガラス基板８０４を貫通するよう
にしたものであり、溝８０５があることにより、切断中
の状態を保持することができる。
８０５はレーザ光Ｌがガラス基板８０４を貫通するよう
にしたものであり、溝８０５があることにより、切断中
の状態を保持することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで図８に示した
従来の切断装置を用いてガラス基板を切断することがで
きても、Ｓｉ基板を蒸発切断或いは割断切断（熱応力に
よる亀裂を発生させ、その亀裂をＣＯ2 レーザ光の軌跡
によって進展させて割ること）により、切断加工するこ
とができなかった。
従来の切断装置を用いてガラス基板を切断することがで
きても、Ｓｉ基板を蒸発切断或いは割断切断（熱応力に
よる亀裂を発生させ、その亀裂をＣＯ2 レーザ光の軌跡
によって進展させて割ること）により、切断加工するこ
とができなかった。
【０００７】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、Ｓｉ基板を蒸発切断或いは割断切断できる切断方法
を提供することにある。
し、Ｓｉ基板を蒸発切断或いは割断切断できる切断方法
を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、Ｓｉ基板に、発振波長が９．１μｍ〜９．
４μｍの範囲から選ばれたＣＯ2 レーザビームを照射し
ながらＳｉ基板を移動させることによってＳｉ基板を切
断するものである。
に本発明は、Ｓｉ基板に、発振波長が９．１μｍ〜９．
４μｍの範囲から選ばれたＣＯ2 レーザビームを照射し
ながらＳｉ基板を移動させることによってＳｉ基板を切
断するものである。
【０００９】また、本発明は、Ｓｉ基板に、発振波長が
９．１μｍ〜９．４μｍの範囲から選ばれたＣＯ2 レー
ザビームを照射しながらＣＯ2 レーザビームを移動させ
ることによってＳｉ基板を切断するものである。
９．１μｍ〜９．４μｍの範囲から選ばれたＣＯ2 レー
ザビームを照射しながらＣＯ2 レーザビームを移動させ
ることによってＳｉ基板を切断するものである。
【００１０】上記構成に加え本発明は、ＣＯ2 レーザビ
ームの照射方向に沿ってＮ2 、Ｏ2、Ａｒ、空気等のガ
スを吹き付けながらＳｉ基板を切断するのが好ましい。
ームの照射方向に沿ってＮ2 、Ｏ2、Ａｒ、空気等のガ
スを吹き付けながらＳｉ基板を切断するのが好ましい。
【００１１】上記構成に加え本発明は、ＣＯ2 レーザビ
ームの通過する溝或いはスリットが形成された基板ホル
ダ上に、Ｓｉ基板を載置し、ＣＯ2 レーザビームをＳｉ
基板に照射するのが好ましい。
ームの通過する溝或いはスリットが形成された基板ホル
ダ上に、Ｓｉ基板を載置し、ＣＯ2 レーザビームをＳｉ
基板に照射するのが好ましい。
【００１２】上記構成に加え本発明は、Ｓｉ基板は蒸発
切断か割断切断のいずれかによって切断されるのが好ま
しい。
切断か割断切断のいずれかによって切断されるのが好ま
しい。
【００１３】上記構成に加え本発明は、表面、裏面或い
は両面に絶縁膜が形成されたＳｉ基板を切断するのが好
ましい。
は両面に絶縁膜が形成されたＳｉ基板を切断するのが好
ましい。
【００１４】上記構成に加え本発明は、発振波長が９．
１μｍ〜９．４μｍの範囲のＣＯ2レーザビームはグレ
ーティングによって選択的に取出されたＣＯ2 レーザビ
ームであるのが好ましい。
１μｍ〜９．４μｍの範囲のＣＯ2レーザビームはグレ
ーティングによって選択的に取出されたＣＯ2 レーザビ
ームであるのが好ましい。
【００１５】本発明によれば、レーザビームをＳｉ基板
に照射して加熱する工程と停止する工程とによって、Ｓ
ｉ基板に局所的に熱衝撃が加わって切断される。すなわ
ち、Ｓｉ基板に瞬間的にレーザビームを吸収させて急加
熱する工程と、レーザビーム照射を停止し、かつガスを
吹き付けてＳｉ基板を急冷却する工程とによってＳｉ基
板が切断される。
に照射して加熱する工程と停止する工程とによって、Ｓ
ｉ基板に局所的に熱衝撃が加わって切断される。すなわ
ち、Ｓｉ基板に瞬間的にレーザビームを吸収させて急加
熱する工程と、レーザビーム照射を停止し、かつガスを
吹き付けてＳｉ基板を急冷却する工程とによってＳｉ基
板が切断される。
【００１６】ここで、Ｓｉ基板にレーザビームが吸収さ
れるためのレーザビームの波長を調べた。図２はＳｉの
分光透過率特性を示す図であり、横軸が波長、縦軸が透
過率を示す。その結果、波長９μｍ付近のレーザビーム
が最もＳｉ基板に吸収されることが分かった。このよう
な波長のレーザビームを実現するためには、ＣＯ2 レー
ザ発振器の発振波長を有効に利用すればよい。
れるためのレーザビームの波長を調べた。図２はＳｉの
分光透過率特性を示す図であり、横軸が波長、縦軸が透
過率を示す。その結果、波長９μｍ付近のレーザビーム
が最もＳｉ基板に吸収されることが分かった。このよう
な波長のレーザビームを実現するためには、ＣＯ2 レー
ザ発振器の発振波長を有効に利用すればよい。
【００１７】図３はＣＯ2 レーザの発振スペクトラム特
性を示す図であり、横軸が波長、縦軸が利得を示してい
る。
性を示す図であり、横軸が波長、縦軸が利得を示してい
る。
【００１８】ＣＯ2 レーザ発振器は同図に示すように、
９．１μｍ〜１１．３μｍの広い波長域でマルチモード
発振をしている。このため、ＣＯ2 レーザ発振器の光共
振器（フロント側のミラーとリア側のミラー）のうちの
リア側のミラーの代わりにグレーティングを設け、グレ
ーティングの反射角度を調節することにより、Ｓｉ基板
への吸収が大きい波長域９．１μｍ〜９．４μｍの範囲
から選択的に一つの波長で発振しているレーザビームを
取出すことができることが分かった。
９．１μｍ〜１１．３μｍの広い波長域でマルチモード
発振をしている。このため、ＣＯ2 レーザ発振器の光共
振器（フロント側のミラーとリア側のミラー）のうちの
リア側のミラーの代わりにグレーティングを設け、グレ
ーティングの反射角度を調節することにより、Ｓｉ基板
への吸収が大きい波長域９．１μｍ〜９．４μｍの範囲
から選択的に一つの波長で発振しているレーザビームを
取出すことができることが分かった。
【００１９】特に図２から分かるように、上述した波長
帯の中でも９．２μｍ〜９．３μｍの波長帯から発振波
長を選べば、高いレーザビーム出力が得られ、切断速度
を速くすることができる。
帯の中でも９．２μｍ〜９．３μｍの波長帯から発振波
長を選べば、高いレーザビーム出力が得られ、切断速度
を速くすることができる。
【００２０】次に、Ｓｉ基板を蒸発切断する場合には、
熱衝撃を与える他に、切断面にマイクロクラックが発生
しないようにすることと、溶融によって切断面がだれな
いようにすることと、切断面近傍にパーティクル（粒
子）が付着しないようにすることが重要である。そのた
めには、レーザビームの照射方向に沿ってＮ2 、Ｏ2 、
Ａｒ、空気等のガスを吹き付けて急加熱、急冷却及びド
ライクリーン化を図る必要がある。
熱衝撃を与える他に、切断面にマイクロクラックが発生
しないようにすることと、溶融によって切断面がだれな
いようにすることと、切断面近傍にパーティクル（粒
子）が付着しないようにすることが重要である。そのた
めには、レーザビームの照射方向に沿ってＮ2 、Ｏ2 、
Ａｒ、空気等のガスを吹き付けて急加熱、急冷却及びド
ライクリーン化を図る必要がある。
【００２１】また、熱応力による割断によってＳｉ基板
を切断する場合にも急加熱によるＳｉ基板のレーザビー
ム照射面の急激な熱膨張過程と、ガス吹付けと、レーザ
ビームの移動による急激な冷却（温度変化）による急圧
縮過程とを瞬時に設けることが重要である。
を切断する場合にも急加熱によるＳｉ基板のレーザビー
ム照射面の急激な熱膨張過程と、ガス吹付けと、レーザ
ビームの移動による急激な冷却（温度変化）による急圧
縮過程とを瞬時に設けることが重要である。
【００２２】これらのためには、ガスの吹付けと、被切
断用Ｓｉ基板の移動か或いはレーザビームの移動の機構
が必要である。さらに超局所的なレーザビーム照射、停
止による急速加熱、冷却を実現するためには、Ｓｉ基板
を保持する基板ホルダにレーザビームの通過する溝或い
はスリットが形成されていることが重要である。尚、Ｓ
ｉ基板の表面、裏面或いは両面に、ＳｉＯ2 、ＳｉＯ
Ｎ、ＳｉＯ2 にＰ、Ｇｅ、Ｔｉ、Ｂ、Ｓｂ、Ｚｎ、Ｎ
ａ、Ｌｉ、Ｋ等のドーパントが少なくとも一種類添加さ
れたもの、Ｓｉ3 Ｎ4 等の膜が形成されたものを用いれ
ば、これらの膜へのレーザビームの吸収が促進されるの
で、より効果的に切断を行うことができる。
断用Ｓｉ基板の移動か或いはレーザビームの移動の機構
が必要である。さらに超局所的なレーザビーム照射、停
止による急速加熱、冷却を実現するためには、Ｓｉ基板
を保持する基板ホルダにレーザビームの通過する溝或い
はスリットが形成されていることが重要である。尚、Ｓ
ｉ基板の表面、裏面或いは両面に、ＳｉＯ2 、ＳｉＯ
Ｎ、ＳｉＯ2 にＰ、Ｇｅ、Ｔｉ、Ｂ、Ｓｂ、Ｚｎ、Ｎ
ａ、Ｌｉ、Ｋ等のドーパントが少なくとも一種類添加さ
れたもの、Ｓｉ3 Ｎ4 等の膜が形成されたものを用いれ
ば、これらの膜へのレーザビームの吸収が促進されるの
で、より効果的に切断を行うことができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて詳述する。
図面に基づいて詳述する。
【００２４】図１は本発明のＳｉ基板の切断方法を適用
した切断装置の概念図を示す図である。
した切断装置の概念図を示す図である。
【００２５】この切断装置は、発振波長が可変のＣＯ2
レーザ１と、ＣＯ2 レーザ１から出射したレーザビーム
２−１を集光し切断すべきＳｉ基板３まで案内する光学
系４と、Ｓｉ基板３を保持する基板ホルダ５と、基板ホ
ルダ５をＸＹＺ方向に移動するＸＹＺステージ６と、Ｓ
ｉ基板３に急冷ガス１９を供給するためのノズル８と、
Ｓｉ基板３をＸＹＺステージ６ごと覆うクリーンベンチ
９とを備えている。
レーザ１と、ＣＯ2 レーザ１から出射したレーザビーム
２−１を集光し切断すべきＳｉ基板３まで案内する光学
系４と、Ｓｉ基板３を保持する基板ホルダ５と、基板ホ
ルダ５をＸＹＺ方向に移動するＸＹＺステージ６と、Ｓ
ｉ基板３に急冷ガス１９を供給するためのノズル８と、
Ｓｉ基板３をＸＹＺステージ６ごと覆うクリーンベンチ
９とを備えている。
【００２６】ＣＯ2 レーザ１は、ブルースター窓１０と
内部鏡１１とを有するＣＯ2 レーザ管１２と、ＣＯ2 レ
ーザ管１２のブルースター窓１０の外側に配置された外
付けグレーティング部１３と、外付けグレーティング部
１３のＣＯ2 レーザ管１２の中心軸に対する角度θを調
節する角度調節部５０とを備えている。
内部鏡１１とを有するＣＯ2 レーザ管１２と、ＣＯ2 レ
ーザ管１２のブルースター窓１０の外側に配置された外
付けグレーティング部１３と、外付けグレーティング部
１３のＣＯ2 レーザ管１２の中心軸に対する角度θを調
節する角度調節部５０とを備えている。
【００２７】ＣＯ2 レーザ管１２の内部には混合気体
（ＣＯ2 、Ｎ2 、Ｈｅを８：１８：７４の割合で混合し
た混合気体）１４が封入され、ＣＯ2 レーザ管１２の両
側には一対の放電用の電極１５−１、１５−２が設けら
れている。電極１５−１と電極１５−２との間には電源
（図示せず）から高電圧が供給される。この電源はＣＯ
2 レーザ１を連続発振させるための連続発振駆動回路
と、パルス発振させるためのパルス発振駆動回路とが内
蔵され、いずれの駆動回路でも駆動できるようになって
いる。
（ＣＯ2 、Ｎ2 、Ｈｅを８：１８：７４の割合で混合し
た混合気体）１４が封入され、ＣＯ2 レーザ管１２の両
側には一対の放電用の電極１５−１、１５−２が設けら
れている。電極１５−１と電極１５−２との間には電源
（図示せず）から高電圧が供給される。この電源はＣＯ
2 レーザ１を連続発振させるための連続発振駆動回路
と、パルス発振させるためのパルス発振駆動回路とが内
蔵され、いずれの駆動回路でも駆動できるようになって
いる。
【００２８】外付けグレーティング部１３は、その角度
調節部５０により角度θを調節することができるように
なっている。ＣＯ2 レーザ管１２は、外付けグレーティ
ング部１３で角度θを調節することにより、発振波長を
９．１μｍ〜９．４μｍの範囲の中から選択的に取り出
し、単一波長発振させることができる。そしてこの単一
波長発振したレーザビーム２−１を内部鏡１１を通して
出力させることができる。この内部鏡１１より出力され
たレーザビームは、光学系４の全反射ミラー１６で反射
された後集光レンズ１７に達し、この集光レンズ１７で
レーザビーム２−１が集光される。集光レンズ１７で集
光されたレーザビーム２−２はＳｉ基板３の表面に焦点
を結んで照射される。レーザビーム２−２は矢印１８−
１、１８−２方向に供給されるＮ2 （或いはＯ2 、Ａ
ｒ、空気）によって覆われており、クリーン度が高めら
れている。また、急冷を促進させてマイクロクラックを
抑圧させたり、割断切断を容易に行わせるように、Ｓｉ
基板３のレーザビーム照射面に急冷用ガス（Ｎ2 、
Ｏ2 、空気等）が矢印１９方向に吹き付けられる。Ｓｉ
基板３は基板ホルダ５上に固定設置されている。基板ホ
ルダ５はＸＹＺステージ６上に固定され、このＸＹＺス
テージ６でＳｉ基板３はＸ、Ｙ、Ｚ方向に図示しないモ
ータの回転により移動される。切断加工されるＳｉ基板
３はクリーンベンチ９内に設けられているので、クリー
ンベンチ９内の余分な雰囲気は排気装置（図示せず）に
よって矢印２０方向に排気される。
調節部５０により角度θを調節することができるように
なっている。ＣＯ2 レーザ管１２は、外付けグレーティ
ング部１３で角度θを調節することにより、発振波長を
９．１μｍ〜９．４μｍの範囲の中から選択的に取り出
し、単一波長発振させることができる。そしてこの単一
波長発振したレーザビーム２−１を内部鏡１１を通して
出力させることができる。この内部鏡１１より出力され
たレーザビームは、光学系４の全反射ミラー１６で反射
された後集光レンズ１７に達し、この集光レンズ１７で
レーザビーム２−１が集光される。集光レンズ１７で集
光されたレーザビーム２−２はＳｉ基板３の表面に焦点
を結んで照射される。レーザビーム２−２は矢印１８−
１、１８−２方向に供給されるＮ2 （或いはＯ2 、Ａ
ｒ、空気）によって覆われており、クリーン度が高めら
れている。また、急冷を促進させてマイクロクラックを
抑圧させたり、割断切断を容易に行わせるように、Ｓｉ
基板３のレーザビーム照射面に急冷用ガス（Ｎ2 、
Ｏ2 、空気等）が矢印１９方向に吹き付けられる。Ｓｉ
基板３は基板ホルダ５上に固定設置されている。基板ホ
ルダ５はＸＹＺステージ６上に固定され、このＸＹＺス
テージ６でＳｉ基板３はＸ、Ｙ、Ｚ方向に図示しないモ
ータの回転により移動される。切断加工されるＳｉ基板
３はクリーンベンチ９内に設けられているので、クリー
ンベンチ９内の余分な雰囲気は排気装置（図示せず）に
よって矢印２０方向に排気される。
【００２９】次にＳｉ基板の具体的な切断方法を数値を
挙げて説明するが、限定されるものではない。
挙げて説明するが、限定されるものではない。
【００３０】図４は図１に示した切断装置によってＳｉ
基板を切断するときの様子を示す模式図である。
基板を切断するときの様子を示す模式図である。
【００３１】発振波長９．３μｍの平行なレーザビーム
（ビーム径１２mmφ、連続発振出力９０Ｗ）２−１が集
光レンズ１７で集光される。集光したレーザビーム２−
２は厚さ０．５mmのＳｉ基板３の表面に照射され、かつ
焦点を結ぶようにＣＯ2 レーザ装置１がセッティングさ
れている。レーザビーム２−２の焦点面の直径は約１０
０μｍであり、その出力は８８Ｗであった。矢印１８−
１、１８−２方向に供給されるガスには圧力が３kg／cm
2 のＮ2 ガスが用いられ、矢印１９−１、１９−２方向
に供給される急冷用ガスには圧力５kg／cm2 の空気が用
いられた。Ｓｉ基板３を固定した基板ホルダ５をＸＹＺ
ステージ６でＸ方向に１mm／sec の速度で移動しながら
レーザビーム２−２をＳｉ基板３上に照射した結果、同
図に示すように蒸発切断することができた。
（ビーム径１２mmφ、連続発振出力９０Ｗ）２−１が集
光レンズ１７で集光される。集光したレーザビーム２−
２は厚さ０．５mmのＳｉ基板３の表面に照射され、かつ
焦点を結ぶようにＣＯ2 レーザ装置１がセッティングさ
れている。レーザビーム２−２の焦点面の直径は約１０
０μｍであり、その出力は８８Ｗであった。矢印１８−
１、１８−２方向に供給されるガスには圧力が３kg／cm
2 のＮ2 ガスが用いられ、矢印１９−１、１９−２方向
に供給される急冷用ガスには圧力５kg／cm2 の空気が用
いられた。Ｓｉ基板３を固定した基板ホルダ５をＸＹＺ
ステージ６でＸ方向に１mm／sec の速度で移動しながら
レーザビーム２−２をＳｉ基板３上に照射した結果、同
図に示すように蒸発切断することができた。
【００３２】次に、割断切断方法として、予めＳｉ基板
３のエッジ部に約５０μｍ幅のキズをつけた後、そのキ
ズ面をスタート位置としてレーザビーム２−２を照射し
つつ、Ｓｉ基板３を２mm／sec の速度で移動した結果、
割断切断することができた。この割断切断は、矢印１９
−１、１９−２方向の急冷用ガスを、レーザビーム２−
２がＳｉ基板３に照射された直後に強力に吹き付けるこ
とにより効果的に割断することができた。また、その急
冷用ガスのガス圧を高くする程、高速割断することがで
きた。
３のエッジ部に約５０μｍ幅のキズをつけた後、そのキ
ズ面をスタート位置としてレーザビーム２−２を照射し
つつ、Ｓｉ基板３を２mm／sec の速度で移動した結果、
割断切断することができた。この割断切断は、矢印１９
−１、１９−２方向の急冷用ガスを、レーザビーム２−
２がＳｉ基板３に照射された直後に強力に吹き付けるこ
とにより効果的に割断することができた。また、その急
冷用ガスのガス圧を高くする程、高速割断することがで
きた。
【００３３】本発明のＳｉ基板の切断方法によれば、種
々のＳｉ基板の切断を行うことができる。
々のＳｉ基板の切断を行うことができる。
【００３４】図５はＳｉ基板３の表面に絶縁膜（ＳｉＯ
2 、ＳｉＯ2 にＢ、Ｐ、Ｇｅ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｎａ、Ｌ
ｉ、Ｋ等の添加物を添加したもの、ＳｉＯＮ、ＳｉＯＮ
Ｈ等）２１の形成されたものを示す側面図である。この
ような絶縁膜２１が形成されていると波長９．１μｍか
ら９．４μｍのＣＯ2 レーザビームはより強くこの絶縁
膜２１に吸収されるので、切断はより促進される。
2 、ＳｉＯ2 にＢ、Ｐ、Ｇｅ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｎａ、Ｌ
ｉ、Ｋ等の添加物を添加したもの、ＳｉＯＮ、ＳｉＯＮ
Ｈ等）２１の形成されたものを示す側面図である。この
ような絶縁膜２１が形成されていると波長９．１μｍか
ら９．４μｍのＣＯ2 レーザビームはより強くこの絶縁
膜２１に吸収されるので、切断はより促進される。
【００３５】図６はＳｉ基板３の裏面に絶縁膜２２が形
成されたものを示す側面図である。
成されたものを示す側面図である。
【００３６】この場合も波長９．１μｍから９．４μｍ
のＣＯ2 レーザビーム照射により容易に切断できる。
のＣＯ2 レーザビーム照射により容易に切断できる。
【００３７】図７はＳｉ基板３の表面及び裏面に絶縁膜
２１、２２が形成されたものを示す側面図である。
２１、２２が形成されたものを示す側面図である。
【００３８】この場合は、波長９．１μｍから９．４μ
ｍのＣＯ2 レーザビーム照射による切断がさらに促進さ
れる。
ｍのＣＯ2 レーザビーム照射による切断がさらに促進さ
れる。
【００３９】以上において本発明によれば、 (1) Ｓｉ基板をドライでクリーンな雰囲気で切断するこ
とができる。
とができる。
【００４０】(2) 切断したＳｉ基板表面への粒子が付着
しない。
しない。
【００４１】(3) 切断したＳｉ基板を洗浄する必要がな
いので、Ｓｉ基板上の電子回路や光回路へのダメージが
ない。
いので、Ｓｉ基板上の電子回路や光回路へのダメージが
ない。
【００４２】(4) マイクロクラックの発生を抑圧でき、
切断切り代幅を小さく抑えることができる。
切断切り代幅を小さく抑えることができる。
【００４３】(5) Ｓｉ基板の切断は、従来は途中の工程
で行い、その後にボンディング工程やパッケージ工程等
を行っていたが、本発明の方法を用いれば、上記ボンデ
ィングやパッケージング工程を経た後の最終工程で行う
ことができ、工程時間の短縮ができ、また品質管理も容
易となる。
で行い、その後にボンディング工程やパッケージ工程等
を行っていたが、本発明の方法を用いれば、上記ボンデ
ィングやパッケージング工程を経た後の最終工程で行う
ことができ、工程時間の短縮ができ、また品質管理も容
易となる。
【００４４】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。
な優れた効果を発揮する。
【００４５】発振波長が９．１μｍ〜９．４μｍの範囲
から選ばれたＣＯ2 レーザビームを照射しながらＳｉ基
板或いはＣＯ2 レーザビームを移動させることにより、
Ｓｉ基板を蒸発切断或いは割断切断できる。
から選ばれたＣＯ2 レーザビームを照射しながらＳｉ基
板或いはＣＯ2 レーザビームを移動させることにより、
Ｓｉ基板を蒸発切断或いは割断切断できる。
【図１】本発明のＳｉ基板の切断方法を適用した切断装
置の概念図を示す図である。
置の概念図を示す図である。
【図２】Ｓｉの分光透過率特性を示す図である。
【図３】ＣＯ2 レーザの発振スペクトラム特性を示す図
である。
である。
【図４】図１に示した切断装置によってＳｉ基板を切断
するときの様子を示す模式図である。
するときの様子を示す模式図である。
【図５】Ｓｉ基板の表面に絶縁膜の形成されたものを示
す側面図である。
す側面図である。
【図６】Ｓｉ基板の裏面に絶縁膜が形成されたものを示
す側面図である。
す側面図である。
【図７】Ｓｉ基板の表面及び裏面に絶縁膜が形成された
ものを示す側面図である。
ものを示す側面図である。
【図８】本出願人が先に出願したＣＯ2 レーザ光の照射
によるガラスの切断装置を示す概念図である。
によるガラスの切断装置を示す概念図である。
１ ＣＯ2 レーザ ２−２ レーザビーム ３ Ｓｉ基板 ４ 光学系 ５ 基板ホルダ ６ ＸＹＺステージ ８ ノズル ９ クリーンベンチ １３ 外付けグレーティング部
Claims (7)
- 【請求項１】Ｓｉ基板に、発振波長が９．１μｍ〜９．
４μｍの範囲から選ばれたＣＯ2 レーザビームを照射し
ながら上記Ｓｉ基板を移動させることによって上記Ｓｉ
基板を切断することを特徴とするＳｉ基板の切断方法。 - 【請求項２】Ｓｉ基板に、発振波長が９．１μｍ〜９．
４μｍの範囲から選ばれたＣＯ2 レーザビームを照射し
ながら該ＣＯ2 レーザビームを移動させることによって
上記Ｓｉ基板を切断することを特徴とするＳｉ基板の切
断方法。 - 【請求項３】上記ＣＯ2 レーザビームの照射方向に沿っ
てＮ2 、Ｏ2 、Ａｒ、空気等のガスを吹き付けながら上
記Ｓｉ基板を切断する請求項１又は２に記載のＳｉ基板
の切断方法。 - 【請求項４】上記ＣＯ2 レーザビームの通過する溝或い
はスリットが形成された基板ホルダ上に、上記Ｓｉ基板
を載置し、上記ＣＯ2 レーザビームを上記Ｓｉ基板に照
射する請求項１から３のいずれかに記載のＳｉ基板の切
断方法。 - 【請求項５】上記Ｓｉ基板は蒸発切断か割断切断のいず
れかによって切断される請求項１から４のいずれかに記
載のＳｉ基板の切断方法。 - 【請求項６】表面、裏面或いは両面に絶縁膜が形成され
たＳｉ基板を切断する請求項１から５のいずれかに記載
のＳｉ基板の切断方法。 - 【請求項７】上記発振波長が９．１μｍ〜９．４μｍの
範囲のＣＯ2 レーザビームはグレーティングによって選
択的に取出されたＣＯ2 レーザビームである請求項１か
ら６のいずれかに記載のＳｉ基板の切断方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10049390A JPH10323779A (ja) | 1997-03-25 | 1998-03-02 | Ｓｉ基板の切断方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7202097 | 1997-03-25 | ||
| JP9-72020 | 1997-03-25 | ||
| JP10049390A JPH10323779A (ja) | 1997-03-25 | 1998-03-02 | Ｓｉ基板の切断方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10323779A true JPH10323779A (ja) | 1998-12-08 |
Family
ID=26389779
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10049390A Pending JPH10323779A (ja) | 1997-03-25 | 1998-03-02 | Ｓｉ基板の切断方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10323779A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004060823A1 (en) * | 2003-01-06 | 2004-07-22 | Rorze Systems Corporation | Glass-plate cutting machine |
| KR100689698B1 (ko) | 2005-01-12 | 2007-03-08 | 주식회사 이오테크닉스 | 패시베이션층이 형성된 대상물 가공 방법 |
| CN100421860C (zh) * | 2001-06-21 | 2008-10-01 | 三星电子株式会社 | 利用光的扫描将基片切割成多个单元的方法和装置 |
| JP2010277018A (ja) * | 2009-06-01 | 2010-12-09 | Sumitomo Chemical Co Ltd | 耐久性に優れた偏光板およびその製造方法、それを用いた画像表示装置 |
| WO2017145330A1 (ja) * | 2016-02-25 | 2017-08-31 | 株式会社島津製作所 | レーザ加工装置 |
-
1998
- 1998-03-02 JP JP10049390A patent/JPH10323779A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100421860C (zh) * | 2001-06-21 | 2008-10-01 | 三星电子株式会社 | 利用光的扫描将基片切割成多个单元的方法和装置 |
| WO2004060823A1 (en) * | 2003-01-06 | 2004-07-22 | Rorze Systems Corporation | Glass-plate cutting machine |
| KR100689698B1 (ko) | 2005-01-12 | 2007-03-08 | 주식회사 이오테크닉스 | 패시베이션층이 형성된 대상물 가공 방법 |
| JP2010277018A (ja) * | 2009-06-01 | 2010-12-09 | Sumitomo Chemical Co Ltd | 耐久性に優れた偏光板およびその製造方法、それを用いた画像表示装置 |
| WO2017145330A1 (ja) * | 2016-02-25 | 2017-08-31 | 株式会社島津製作所 | レーザ加工装置 |
| CN108698171A (zh) * | 2016-02-25 | 2018-10-23 | 株式会社岛津制作所 | 激光加工装置 |
| JPWO2017145330A1 (ja) * | 2016-02-25 | 2019-01-31 | 株式会社島津製作所 | レーザ加工装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2712723B2 (ja) | レーザ切断方法 | |
| US5543365A (en) | Wafer scribe technique using laser by forming polysilicon | |
| JP5864988B2 (ja) | 強化ガラス板切断方法 | |
| JP4175636B2 (ja) | ガラスの切断方法 | |
| KR100283415B1 (ko) | 레이저를이용한투명매질의가공방법및장치 | |
| JP5539625B2 (ja) | レーザ加工方法 | |
| US8852698B2 (en) | Laser beam machining method, laser beam machining apparatus, and laser beam machining product | |
| KR101549271B1 (ko) | 레이저 가공 방법 | |
| JP2006305586A (ja) | 板状体切断方法並びにレーザ加工装置 | |
| JP2006035710A (ja) | レーザによるガラス加工方法ならびに装置 | |
| JP2005179154A (ja) | 脆性材料の割断方法およびその装置 | |
| TW201514109A (zh) | 自載體分離玻璃片的方法 | |
| JP2010138046A (ja) | 被割断材の加工方法および加工装置 | |
| JP4835927B2 (ja) | 硬脆材料板体の分割加工方法 | |
| JP2004042423A (ja) | スクライブ装置 | |
| JPH10323779A (ja) | Ｓｉ基板の切断方法 | |
| JP3028741B2 (ja) | 基板材料の切断方法及びその装置 | |
| JP2000117471A (ja) | ガラスの加工方法及びその装置 | |
| KR100381165B1 (ko) | 유리 절단 장치 및 그 방법 | |
| JPH091369A (ja) | 基板の割断方法及びその割断装置 | |
| JPH03276662A (ja) | ウエハ割断法 | |
| JP2000225480A (ja) | レーザを用いた基板の分断方法及びその装置 | |
| JPH06326337A (ja) | レーザ加工装置 | |
| JP3129153B2 (ja) | 非金属材料基板の切断方法 | |
| KR100659931B1 (ko) | 레이저를 이용한 기판 절단 장치 및 그 방법 |