JPS5942193A - レ−ザスクライビング方法 - Google Patents
レ−ザスクライビング方法Info
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- JPS5942193A JPS5942193A JP57151681A JP15168182A JPS5942193A JP S5942193 A JPS5942193 A JP S5942193A JP 57151681 A JP57151681 A JP 57151681A JP 15168182 A JP15168182 A JP 15168182A JP S5942193 A JPS5942193 A JP S5942193A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- laser
- semiconductor substrate
- stand
- switch
- 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
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/36—Removing material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/36—Removing material
- B23K26/362—Laser etching
- B23K26/364—Laser etching for making a groove or trench, e.g. for scribing a break initiation groove
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
- B23K2101/007—Marks, e.g. trade marks
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野ｊ
本発明は半導体基板を分割するレーザスクライビング方
法に関する。
法に関する。
半導体基板に形成込ハ５た各素子を分割するいわゆるス
クライビング加工にはダイヤモンドブレードで行う機械
的な方法以外にレーザ光を照射して行う方法がある。レ
ーザによるスクライビング加工は機械的切断のようにチ
ッピングを生じさせない利点はあるものの半導体素子へ
の影響がある。
クライビング加工にはダイヤモンドブレードで行う機械
的な方法以外にレーザ光を照射して行う方法がある。レ
ーザによるスクライビング加工は機械的切断のようにチ
ッピングを生じさせない利点はあるものの半導体素子へ
の影響がある。
分割は機械的にしてもレーザにしてもスフライピング工
程で一般に全切断せず中途部までけがいた状態にし、次
のプレーキング工程で分割するように二工程に分けて行
っている。一工程で済才す目的で全切断しまた場合、素
子に対し直接、熱影響を及ぼす不具合がある。上記レー
ザによる方法の場合、パルス出力の炭酸ガスレーザ、連
続励起ＱスイッチＮｄ ； ＹＡＧレーザ々どが用いら
れている。前者のレーザでは半導材料への吸収が悪く、
後者のレーザでは出力に難点があった 〔発明の目的〕 本発明は半導体基板を吸着し７ているテーブル面および
基板に形成さ力、ている素子への熱影響を直接及ぼすこ
となく一度の照射で基板を分割するスクライビング方法
を提供するものである。
程で一般に全切断せず中途部までけがいた状態にし、次
のプレーキング工程で分割するように二工程に分けて行
っている。一工程で済才す目的で全切断しまた場合、素
子に対し直接、熱影響を及ぼす不具合がある。上記レー
ザによる方法の場合、パルス出力の炭酸ガスレーザ、連
続励起ＱスイッチＮｄ ； ＹＡＧレーザ々どが用いら
れている。前者のレーザでは半導材料への吸収が悪く、
後者のレーザでは出力に難点があった 〔発明の目的〕 本発明は半導体基板を吸着し７ているテーブル面および
基板に形成さ力、ている素子への熱影響を直接及ぼすこ
となく一度の照射で基板を分割するスクライビング方法
を提供するものである。
パルス励起超音波Ｑスイッチによって出力これかっ集光
されたＹＡＧレーザで半導体基板のＰＮ接合層形成面側
の上記ＰＮ層を含む層が骨間作用を起す深さ′まで除去
加工をスクライブ線に沿って連続し、で行うようにした
ものである。
されたＹＡＧレーザで半導体基板のＰＮ接合層形成面側
の上記ＰＮ層を含む層が骨間作用を起す深さ′まで除去
加工をスクライブ線に沿って連続し、で行うようにした
ものである。
本発明を実施するだめの装置を主体にした全体構成につ
いて第１図にて説明する。−上記構成はレーザ発攪部（
Ｊ）、電源部（２）および放出−３，−ｈたレーザ光（
Ｌ）による加工部（３）の三つに大きな要素に分けられ
る。、レーザ発振部（１）は一般的な固体レーザ発振部
であって、絶縁框体（図示せず）Ｋ収納されている楕円
集光鏡（４）内にＮｄ；ＹＡＧロッド（５）、励起用フ
ラノシーランプ（６）が配設されこれらは発振中常時水
冷されている。（７）は高反射鏡、（８）は出方鏡でこ
れらはＮｄ；ＹＡＧ ロッド（５）の延長軸上に設ける
共ｊ長器鏡にされている。高反射税（７）とＮｄ ；
ＹＡＧ口、ド（５） （！：の間に超音波θスイッチ（
９）が設けらゎ３ている。（１（ｌｌ）（ｄそのスイッ
チの劇動部である。また電源部（２）はクラ１．シーラ
ンプ（６）に充電した直流電流をスイッチング回路（１
１）およびインダクタンス１１を介して供給する主電源
ｕ３１と、その回路中に並列に接続をれ７ラツ瀘ランプ
（６）をｗＸ動するだめのシンマー放軍用の直流電流を
放電安定化抵抗Ｕ＜を介し供給する補助電源ｕ５１とか
ら構成されている。一方、加工部（３）はレーザ光（Ｌ
）を直角に反射する反射鏡（１６）と、反射されたレー
ザ光路上に配設される集光レンズ面と、この集光ランプ
１１７）の集光位置に破加工物である半導体基板−を載
置するように置かれるＸＹテーブル（１９および制御機
構を備えたＸＹテーブル用１ｖｇ動装置シωとから構成
されてｂる。
いて第１図にて説明する。−上記構成はレーザ発攪部（
Ｊ）、電源部（２）および放出−３，−ｈたレーザ光（
Ｌ）による加工部（３）の三つに大きな要素に分けられ
る。、レーザ発振部（１）は一般的な固体レーザ発振部
であって、絶縁框体（図示せず）Ｋ収納されている楕円
集光鏡（４）内にＮｄ；ＹＡＧロッド（５）、励起用フ
ラノシーランプ（６）が配設されこれらは発振中常時水
冷されている。（７）は高反射鏡、（８）は出方鏡でこ
れらはＮｄ；ＹＡＧ ロッド（５）の延長軸上に設ける
共ｊ長器鏡にされている。高反射税（７）とＮｄ ；
ＹＡＧ口、ド（５） （！：の間に超音波θスイッチ（
９）が設けらゎ３ている。（１（ｌｌ）（ｄそのスイッ
チの劇動部である。また電源部（２）はクラ１．シーラ
ンプ（６）に充電した直流電流をスイッチング回路（１
１）およびインダクタンス１１を介して供給する主電源
ｕ３１と、その回路中に並列に接続をれ７ラツ瀘ランプ
（６）をｗＸ動するだめのシンマー放軍用の直流電流を
放電安定化抵抗Ｕ＜を介し供給する補助電源ｕ５１とか
ら構成されている。一方、加工部（３）はレーザ光（Ｌ
）を直角に反射する反射鏡（１６）と、反射されたレー
ザ光路上に配設される集光レンズ面と、この集光ランプ
１１７）の集光位置に破加工物である半導体基板−を載
置するように置かれるＸＹテーブル（１９および制御機
構を備えたＸＹテーブル用１ｖｇ動装置シωとから構成
されてｂる。
なお、半導体基板（１，８３けＸＹテーブル（、を特に
＠接装置される仁となく架台ｔ２］）上に半導体基板（
Ｉ印の周辺かはみでる状態で載１ａ窟れている。なお、
架台シＩ）に接する半導体基板賭の一方の面はＰ Ｎ接
合層シ２を形成した面となっている。
＠接装置される仁となく架台ｔ２］）上に半導体基板（
Ｉ印の周辺かはみでる状態で載１ａ窟れている。なお、
架台シＩ）に接する半導体基板賭の一方の面はＰ Ｎ接
合層シ２を形成した面となっている。
上記の構成において、−主型＃、ｕ３）からパルス電力
をスイッチング回路（１υで制御することにより、フラ
ノシーランプ（６）の発光を′副側Ｉ Ｌ Ｎｄ ；
’１’Ａ（）ロッド（５）がパルス幅ｌで繰り返し周期
１’ｏでＪｔｉｎ起さノＬる。
をスイッチング回路（１υで制御することにより、フラ
ノシーランプ（６）の発光を′副側Ｉ Ｌ Ｎｄ ；
’１’Ａ（）ロッド（５）がパルス幅ｌで繰り返し周期
１’ｏでＪｔｉｎ起さノＬる。
この場合、同時に超音波Ｑスイッチ（９）に高周波の電
力１０ ＝ ２００ Ｋｉ（ｚの範囲で（ＪＮ−ＯＦＦ
’を周ＮＪ ｉ＋テ繰り返す。この繰り返しのＯＮ・０
上゛Ｆ周波数（、ｐ）で第２図ｆａ） 、 （ｂｌに示
すようなパルス幅の短かいパルス（２３・〕の列が時間
差の間尚速に繰り返される０χが１ｍｓ、与が５０ Ｋ
Ｈｚのときは２０ μｓｅｃ間隔でパルス幅が５０ Ｘ
１０−Ｑｓｅｃ （５０＋１秒）程度のパルス幅が狭
くピーク出力の高いレーザ出力波形列（２４・・・）が
５０パルスまと１って尤の間に一群となって発振される
、このような萬ビーク出力のパルス列が毎秒１００〜２
００回発主２００回この−ツ（７） パルスＷ ’４７
厚すｏ、 ５ 關のシリコンウェハニ集光して照射す
ると、１パルスで深さ９．４ ＃ｌＸ ４で達する。こ
の一群のパルス列でノの幅を変えると主型ｉ （１３の
直流電圧が一定でもパルス群の出力ニ坏ルギが変化ｊ〜
、加工深さも比列的に”変化するので、加工深さ、すな
わちスクライビング深さを制御できる。このようなパル
ス群をスクライブ線に沿って照射していくと、連続的な
穴の列や罫を形成することができる。この場合、 、
ｔ（７）闇に一つの尺が形１成できることを示しており
、１つの穴の中区は前記のようにパルス幅の短いパルス
が約５０パルス入射することになる。したが−って穴の
加工時には加工穴の内部において次ぎつぎと、しかも４
が小さな高速度の繰り返し率でスの間の平均出力エネル
ギーが従来のＣＷＱスイッチレーザ出力の１００倍以上
（即ち１群のパルス合計エネルギーはＩＪとし、持続時
間χ＝１ｍｓとすると平均出力１ｋＷと々す、従来のＣ
ＷＱスイッチスクライバ−では平均出力１０Ｗである）
照射できるこのことは加工中液穴の内部で強力な爆発現
象をおこすことができ、特にＱスイッチパルス列の出力
であるので爆発は強力にできる。したがって、穴の内部
から溶融半導体材料が外部に放出されるとともに、穴の
深さが全厚さに達していない場合でも、穴の先端から加
工の行なわれていない下の表１１ＴＩには強い衝撃波が
与えられ結晶性の半導体材料には穴加工中１（骨間をお
こさせることができる。この加工走査戯に沿って進行す
る。
力１０ ＝ ２００ Ｋｉ（ｚの範囲で（ＪＮ−ＯＦＦ
’を周ＮＪ ｉ＋テ繰り返す。この繰り返しのＯＮ・０
上゛Ｆ周波数（、ｐ）で第２図ｆａ） 、 （ｂｌに示
すようなパルス幅の短かいパルス（２３・〕の列が時間
差の間尚速に繰り返される０χが１ｍｓ、与が５０ Ｋ
Ｈｚのときは２０ μｓｅｃ間隔でパルス幅が５０ Ｘ
１０−Ｑｓｅｃ （５０＋１秒）程度のパルス幅が狭
くピーク出力の高いレーザ出力波形列（２４・・・）が
５０パルスまと１って尤の間に一群となって発振される
、このような萬ビーク出力のパルス列が毎秒１００〜２
００回発主２００回この−ツ（７） パルスＷ ’４７
厚すｏ、 ５ 關のシリコンウェハニ集光して照射す
ると、１パルスで深さ９．４ ＃ｌＸ ４で達する。こ
の一群のパルス列でノの幅を変えると主型ｉ （１３の
直流電圧が一定でもパルス群の出力ニ坏ルギが変化ｊ〜
、加工深さも比列的に”変化するので、加工深さ、すな
わちスクライビング深さを制御できる。このようなパル
ス群をスクライブ線に沿って照射していくと、連続的な
穴の列や罫を形成することができる。この場合、 、
ｔ（７）闇に一つの尺が形１成できることを示しており
、１つの穴の中区は前記のようにパルス幅の短いパルス
が約５０パルス入射することになる。したが−って穴の
加工時には加工穴の内部において次ぎつぎと、しかも４
が小さな高速度の繰り返し率でスの間の平均出力エネル
ギーが従来のＣＷＱスイッチレーザ出力の１００倍以上
（即ち１群のパルス合計エネルギーはＩＪとし、持続時
間χ＝１ｍｓとすると平均出力１ｋＷと々す、従来のＣ
ＷＱスイッチスクライバ−では平均出力１０Ｗである）
照射できるこのことは加工中液穴の内部で強力な爆発現
象をおこすことができ、特にＱスイッチパルス列の出力
であるので爆発は強力にできる。したがって、穴の内部
から溶融半導体材料が外部に放出されるとともに、穴の
深さが全厚さに達していない場合でも、穴の先端から加
工の行なわれていない下の表１１ＴＩには強い衝撃波が
与えられ結晶性の半導体材料には穴加工中１（骨間をお
こさせることができる。この加工走査戯に沿って進行す
る。
以上のことを第３図ｆａ）および＋ｂノにて具体的に説
明する。半導体基板α峰の形状が方形として、その外周
部の加工上査線（ハ）に沿ってレーザ光（旬を集束照射
すＣ１げ、加工の進行とともに、半導体基板（ｉ樽のレ
ーザ光＋Ｌ）の入射側には厚み半分以上の深さで加工穴
（２０・・）が次々と重なり合って溝状部分に形成され
る。上記加工穴（２６−）の形成時に加工穴（２（３・
・・）の底より梨台１２１）に接し７ている回に向けて
骨間部（２７・）が形成され、加工走査線（２つに沿っ
て切断線が形成されることになる。
明する。半導体基板α峰の形状が方形として、その外周
部の加工上査線（ハ）に沿ってレーザ光（旬を集束照射
すＣ１げ、加工の進行とともに、半導体基板（ｉ樽のレ
ーザ光＋Ｌ）の入射側には厚み半分以上の深さで加工穴
（２０・・）が次々と重なり合って溝状部分に形成され
る。上記加工穴（２６−）の形成時に加工穴（２（３・
・・）の底より梨台１２１）に接し７ている回に向けて
骨間部（２７・）が形成され、加工走査線（２つに沿っ
て切断線が形成されることになる。
以上のように穴加工時に発生する衝撃波によって一方の
面に到達する骨間を生じる程度の深さに穴加工し、かつ
互い妃重なり合うようにレーザ光照射を走査するようＫ
したので、従来のようにブレーキングのために強い力を
ウエノ・−に印加する操作を要することなく一度の工程
でもしくは弱いブレーキングの力で全切断できる加工が
可能になった。しかも、レーザ照射か厚みの半分程度に
しか到＝さし、でいないので、架台面に接している面に
なるＰＮ接合層への直接的な熱影響の虞れもない。
面に到達する骨間を生じる程度の深さに穴加工し、かつ
互い妃重なり合うようにレーザ光照射を走査するようＫ
したので、従来のようにブレーキングのために強い力を
ウエノ・−に印加する操作を要することなく一度の工程
でもしくは弱いブレーキングの力で全切断できる加工が
可能になった。しかも、レーザ照射か厚みの半分程度に
しか到＝さし、でいないので、架台面に接している面に
なるＰＮ接合層への直接的な熱影響の虞れもない。
また、厚みの大きい半導体基板でおっても、−クルス励
起幅や出力強度を変えることで深い溝加工ができる。こ
の場合でも平均励起電力はＮｄ；ＹＡＧロッドの熱的な
応力で破壊に到る以下の所定以下の電゛力に制約できる
からその加工許’８’＄Ｑ曲はＣＷ励起Ｑスイッチレー
ザ出力などより広くとることができる。したがって厚い
基板まで素子の分割を実施することが可能である。また
、従来のレーザ光によるスクライビング加工に比べてス
クライビング溝内への再凝固物の残存が少ないため、た
とえば第３図（ａ）に示すような加工物の周辺に沿う部
分の加工では枠取り幅を十分率はくでき、その分接合面
積を広く有効に利用できる効果を奏する。
起幅や出力強度を変えることで深い溝加工ができる。こ
の場合でも平均励起電力はＮｄ；ＹＡＧロッドの熱的な
応力で破壊に到る以下の所定以下の電゛力に制約できる
からその加工許’８’＄Ｑ曲はＣＷ励起Ｑスイッチレー
ザ出力などより広くとることができる。したがって厚い
基板まで素子の分割を実施することが可能である。また
、従来のレーザ光によるスクライビング加工に比べてス
クライビング溝内への再凝固物の残存が少ないため、た
とえば第３図（ａ）に示すような加工物の周辺に沿う部
分の加工では枠取り幅を十分率はくでき、その分接合面
積を広く有効に利用できる効果を奏する。
第１図は本発明を説明するための装置の構成を示・ノ゛
図、第２図ｔａ） 、 （ｂ）は上記装置で発生さｆＬ
るパルスの波形図、第３図ｆａ）は本発明における加工
走光の例を示す平面図ｓ Ｉ’ｑ図（Ｄ）は第３区１（
ａ）のＡ−Ａ線に沿って示し′た析面図で必る。
図、第２図ｔａ） 、 （ｂ）は上記装置で発生さｆＬ
るパルスの波形図、第３図ｆａ）は本発明における加工
走光の例を示す平面図ｓ Ｉ’ｑ図（Ｄ）は第３区１（
ａ）のＡ−Ａ線に沿って示し′た析面図で必る。
Claims (1)
- 半導体基板のＰＮ接合層形成面に対向する反対側の面か
らレーザビームを集光照射して行うレーザスクライビン
グ方法において、上記レーザビームは繰り返し、パルス
励起超音波Ｑスイッチによって出力され集光されたＹＡ
Ｇレーザビームトシ、該ビームで上記ＰＮ接合層形成面
側のＰＮ接合層を含む層が９ＹＪ開作用を起す深さまで
除去加工を行うことを喝徴とするレーザスクライビング
方法、
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57151681A JPS5942193A (ja) | 1982-09-02 | 1982-09-02 | レ−ザスクライビング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57151681A JPS5942193A (ja) | 1982-09-02 | 1982-09-02 | レ−ザスクライビング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5942193A true JPS5942193A (ja) | 1984-03-08 |
Family
ID=15523925
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57151681A Pending JPS5942193A (ja) | 1982-09-02 | 1982-09-02 | レ−ザスクライビング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5942193A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6584660B1 (en) * | 1993-06-08 | 2003-07-01 | Ngk Indulators, Ltd | Method of manufacturing a piezoelectric device |
-
1982
- 1982-09-02 JP JP57151681A patent/JPS5942193A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6584660B1 (en) * | 1993-06-08 | 2003-07-01 | Ngk Indulators, Ltd | Method of manufacturing a piezoelectric device |
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