JP2014107485A - Method of dividing substrate with pattern - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基板上に複数の単位パターンを２次元的に繰り返し配置してなるパターン付き基板を分割する加工方法に関し、特に、多層膜と金属膜とからなる反射防止膜を備えるパターン付き基板を分割する方法に関する。 The present invention relates to a processing method for dividing a substrate with a pattern in which a plurality of unit patterns are repeatedly arranged two-dimensionally on a substrate, and in particular, a substrate with a pattern including an antireflection film composed of a multilayer film and a metal film. It relates to the method of dividing.
ＬＥＤ素子は、例えばサファイア単結晶などの基板（ウェハ、母基板）上にＬＥＤ素子の単位パターンを２次元的に繰り返し形成してなるパターン付き基板（ＬＥＤパターン付き基板）を、格子状に設けられたストリートと称される分割予定領域にて分割し、個片化（チップ化）する、というプロセスにて製造される。ここで、ストリートとは、分割によってＬＥＤ素子となる２つの部分の間隙部分である幅狭の領域である。 An LED element is provided with a pattern-formed substrate (substrate with an LED pattern) formed in a two-dimensional pattern on a substrate (wafer, mother substrate) such as a sapphire single crystal in a grid pattern. It is manufactured by a process of dividing into divided regions called “streets” and dividing them into chips. Here, the street is a narrow area that is a gap between two parts that become LED elements by division.
係る分割のための手法として、パルス幅がｐｓｅｃオーダーの超短パルス光であるレーザー光を、個々の単位パルス光の被照射領域が加工予定線に沿って離散的に位置する条件にて照射することにより、加工予定線（通常はストリート中心位置）に沿って分割のための起点を形成する手法が既に公知である（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示された手法においては、それぞれの単パルス光の被照射領域において形成される加工痕の間で劈開や裂開による亀裂伸展（クラック伸展）が生じ、係る亀裂に沿って基板を分割することで、個片化が実現される。 As a method for such division, laser light, which is ultrashort pulse light having a pulse width of the order of psec, is irradiated under the condition that the irradiated region of each unit pulse light is discretely positioned along the planned processing line. Thus, a method for forming a starting point for division along a planned processing line (usually a street center position) is already known (see, for example, Patent Document 1). In the technique disclosed in Patent Document 1, crack extension (crack extension) occurs between the processing marks formed in the irradiated regions of each single pulse light, and the substrate is moved along the crack. By dividing, individualization is realized.
上述のようなパターン付き基板の中には、分割によって得られたＬＥＤ素子の端面となる面に、素子内部で発光したレーザー光を反射させる反射膜を設けたものがある。係る反射膜は通常、単位パターンが設けられた面とは反対側の面に設けられる。反射膜としては、例えばＴｉＯ２の薄膜層とＳｉＯ２の薄膜層が繰り返し交互に積層されたＤＢＲと呼ばれる多層膜や、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕなどの金属膜や、あるいは、反射効率をより高めるべく、ＤＢＲの上に金属膜を設けた複合構成のものなどが一般的である。 Some of the substrates with patterns as described above are provided with a reflection film that reflects the laser light emitted inside the element on the surface that becomes the end face of the LED element obtained by the division. Such a reflective film is usually provided on the surface opposite to the surface on which the unit pattern is provided. As the reflective film, for example, a multilayer film called DBR in which a thin film layer of TiO 2 and a thin film layer of SiO 2 are alternately and alternately stacked, a metal film such as Al, Ag, Au, or the like, or in order to further improve the reflection efficiency A compound structure having a metal film on the DBR is generally used.
このような、反射膜を備えたパターン付き基板を、上述のようなレーザー光の照射によって分割しようとする場合、単位パターンに対するレーザー光の照射を避けるべく、反射膜の側をレーザー光の被照射面としたいという要請が一般にある。しかしながら、反射膜が金属膜を含んで構成されている場合、該金属膜を被照射面として金属膜においてレーザー光が吸収されてしまい、良好な分割を行うことが困難である。 When it is intended to divide such a patterned substrate with a reflective film by laser light irradiation as described above, the side of the reflective film is irradiated with laser light to avoid laser light irradiation on the unit pattern. There is a general demand for a face. However, when the reflective film includes a metal film, laser light is absorbed in the metal film using the metal film as an irradiated surface, and it is difficult to perform good division.
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、反射膜として金属膜を有するパターン付き基板を良好に分割することが出来る方法を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of the said subject, and it aims at providing the method of dividing | segmenting the board | substrate with a pattern which has a metal film as a reflecting film favorably.
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、単結晶基板上に複数の単位デバイスパターンを２次元的に繰り返し配置してなるパターン付き基板を分割して個片化する方法であって、前記パターン付き基板が、前記単結晶基板において前記単位デバイスパターンの形成面と反対側の主面に、相異なる２つの酸化膜を繰り返し交互に積層してなる多層膜と、金属膜とを積層してなるものであり、先端に刃先を備えるツールの前記先端を前記多層膜と前記金属層との界面の高さに位置させた状態で、前記ツールを前記パターン付き基板に対し相対的に移動させることによって、前記パターン付き基板にあらかじめ定められた加工予定線に沿って前記金属膜のみを除去して加工溝を形成する金属膜除去工程と、前記金属膜が除去された後の前記パターン付き基板に対し、前記加工予定線に沿って、個々の単位パルス光によって前記パターン付き基板に形成される加工痕が前記加工溝において離散的に位置するようにレーザー光を照射し、それぞれの前記加工痕から前記パターン付き基板に亀裂を伸展させる亀裂伸展加工工程と、前記亀裂伸展加工工程を経た前記パターン付き基板を前記加工予定線に沿ってブレイクするブレイク工程と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problem, the invention of claim 1 is a method for dividing and dividing a patterned substrate formed by repeatedly arranging a plurality of unit device patterns on a single crystal substrate in two dimensions, The patterned substrate is formed by laminating a multilayer film in which two different oxide films are laminated alternately and a metal film on a main surface opposite to the unit device pattern forming surface in the single crystal substrate. The tool is moved relative to the patterned substrate in a state where the tip of the tool having a cutting edge at the tip is positioned at the height of the interface between the multilayer film and the metal layer. A metal film removing step for forming a processing groove by removing only the metal film along a predetermined planned processing line on the patterned substrate, and the pattern after the metal film is removed. A laser beam is irradiated to the substrate with a pattern so that the processing marks formed on the substrate with the pattern by the individual unit pulse light are discretely positioned in the processing groove along the planned processing line. A crack extension processing step for extending a crack from the processing mark to the patterned substrate; and a breaking step for breaking the patterned substrate that has undergone the crack extension processing step along the planned processing line. To do.
請求項２の発明は、請求項１に記載のパターン付き基板の分割方法であって、前記亀裂伸展加工工程においては、前記加工溝が形成されている箇所の直下でかつ前記単結晶基板の内部であってその厚み方向において前記多層膜との界面位置から数μｍの範囲内に、前記レーザー光の焦点を位置させる、ことを特徴とする。 A second aspect of the present invention is the method for dividing a patterned substrate according to the first aspect, wherein, in the crack extension processing step, immediately below a portion where the processing groove is formed and inside the single crystal substrate. In the thickness direction, the focal point of the laser beam is located within a range of several μm from the interface position with the multilayer film.
請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載のパターン付き基板の分割方法であって、前記金属膜除去工程においては、前記ツールから前記パターン付き基板に対して０．５Ｎ以上１．０Ｎ以下の荷重を与えながら前記ツールを移動させて、前記金属膜を除去する、ことを特徴とする。 The invention according to claim 3 is the method for dividing a substrate with a pattern according to claim 1 or 2, wherein in the metal film removing step, 0.5 N or more 1 is applied from the tool to the substrate with a pattern. The metal film is removed by moving the tool while applying a load of 0.0 N or less.
請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のパターン付き基板の分割方法であって、前記ツールが、前記先端に平坦な矩形状の微小面であるランドを備え、前記金属膜除去工程においては、前記ランドが前記ツールの最下端部となり、かつ、その長手方向が前記ツールの相対移動方向と合致するように、前記ツールを移動させる、ことを特徴とする。 Invention of Claim 4 is the division | segmentation method of the board | substrate with a pattern in any one of Claim 1 thru | or 3, Comprising: The said tool is equipped with the land which is a flat rectangular micro surface in the said front-end | tip, In the metal film removing step, the tool is moved so that the land becomes the lowermost end portion of the tool and the longitudinal direction thereof coincides with the relative movement direction of the tool.
請求項５の発明は、請求項４に記載のパターン付き基板の分割方法であって、前記ランドと前記金属膜除去工程における前記ツールの前記相対移動方向前面とのなす角を取り付け角とし、前記ランドとこれに連続した前記ツールの長手方向最下端面とのなす角をランド角とするとき、前記相対移動方向におけるランド長さが１μｍ以上１５μｍ以下であり、前記取り付け角は５０°以上８０°であり、ランド角は１０°以上２０°である、ことを特徴とする。 The invention according to claim 5 is the method for dividing the patterned substrate according to claim 4, wherein an angle formed by the land and the front surface in the relative movement direction of the tool in the metal film removal step is an attachment angle, When the angle formed between the land and the lowermost end surface in the longitudinal direction of the tool is the land angle, the land length in the relative movement direction is 1 μm or more and 15 μm or less, and the mounting angle is 50 ° or more and 80 °. The land angle is not less than 10 ° and not more than 20 °.
請求項１ないし請求項５の発明によれば、単結晶基板の直上に多層膜と金属膜とからなる反射膜を備えるパターン付き基板を個片化するための分割加工を、レーザー光による亀裂伸展加工によって行おうとする場合に、係る亀裂伸展加工に先立って、加工予定線のところに位置する金属膜のみをあらかじめ除去して多層膜を露出させておくようにすることで、良好な個片化が実現される。 According to the first to fifth aspects of the present invention, the splitting process for separating the patterned substrate having the reflective film composed of the multilayer film and the metal film directly on the single crystal substrate is subjected to crack extension by laser light. If the process is to be performed by machining, prior to the crack extension process, by removing only the metal film located at the planned processing line in advance and exposing the multilayer film, good singulation Is realized.
＜パターン付き基板＞
はじめに、本実施の形態における分割対象であるパターン付き基板Ｗについて説明する。図１は、パターン付き基板Ｗの模式平面図および部分拡大図である。図２は、パターン付き基板ＷのＹ方向に垂直な断面図である。
<Pattern with pattern>
First, the patterned substrate W that is a division target in the present embodiment will be described. FIG. 1 is a schematic plan view and a partially enlarged view of a substrate W with a pattern. FIG. 2 is a cross-sectional view of the patterned substrate W perpendicular to the Y direction.
パターン付き基板Ｗとは、例えばサファイアなどの単結晶基板（ウェハ、母基板）Ｗ１の一方主面上に、所定のデバイスパターンを積層形成してなるものである。デバイスパターンは、個片化された後にそれぞれが１つのデバイスチップをなす複数の単位パターンＵＰを２次元的に繰り返し配置した構成を有する。例えば、ＬＥＤ素子などの光学デバイスや電子デバイスとなる単位パターンＵＰが２次元的に繰り返される。 The patterned substrate W is formed by laminating a predetermined device pattern on one main surface of a single crystal substrate (wafer, mother substrate) W1 such as sapphire. The device pattern has a configuration in which a plurality of unit patterns UP each forming one device chip after being divided into pieces are repeatedly arranged two-dimensionally. For example, a unit pattern UP that becomes an optical device such as an LED element or an electronic device is two-dimensionally repeated.
また、パターン付き基板Ｗは平面視で略円形状をなしているが、外周の一部には直線状のオリフラ（オリエンテーションフラット）ＯＦが備わっている。本実施の形態では、パターン付き基板Ｗの面内においてオリフラＯＦの延在方向をＸ方向と称し、Ｘ方向に直交する方向をＹ方向と称することとする。 The patterned substrate W has a substantially circular shape in plan view, but a linear orientation flat (orientation flat) OF is provided on a part of the outer periphery. In the present embodiment, the extending direction of the orientation flat OF in the plane of the patterned substrate W is referred to as the X direction, and the direction orthogonal to the X direction is referred to as the Y direction.
単結晶基板Ｗ１としては、７０μｍ〜２００μｍの厚みを有するものが用いられる。１００μｍ厚のサファイア単結晶を用いるのが好適な一例である。また、デバイスパターンは通常、数μｍ程度の厚みを有するように形成される。また、デバイスパターンは凹凸を有していてもよい。 As the single crystal substrate W1, a substrate having a thickness of 70 μm to 200 μm is used. A preferred example is to use a sapphire single crystal having a thickness of 100 μm. The device pattern is usually formed to have a thickness of about several μm. The device pattern may have irregularities.
例えば、ＬＥＤチップ製造用のパターン付き基板Ｗであれば、ＧａＮ（窒化ガリウム）を初めとするIII族窒化物半導体からなる、発光層その他の複数の薄膜層を、サファイア単結晶の上にエピタキシャル形成し、さらに、該薄膜層の上に、ＬＥＤ素子（ＬＥＤチップ）において通電電極を構成する電極パターンを形成することによって構成されてなる。 For example, in the case of a patterned substrate W for LED chip manufacturing, a light emitting layer and other thin film layers made of a group III nitride semiconductor such as GaN (gallium nitride) are epitaxially formed on a sapphire single crystal. Furthermore, it is configured by forming an electrode pattern constituting an energizing electrode in the LED element (LED chip) on the thin film layer.
なお、パターン付き基板Ｗの形成にあたって、単結晶基板Ｗ１として、主面内においてオリフラに垂直なＹ方向を軸としてｃ面やａ面などの結晶面の面方位を主面法線方向に対して数度程度傾斜させた、いわゆるオフ角を与えた基板（オフ基板とも称する）を用いる態様であってもよい。 In forming the patterned substrate W, the plane orientation of the crystal plane such as the c-plane or the a-plane with respect to the main plane normal direction is defined as the single crystal substrate W1 with the Y direction perpendicular to the orientation flat as the axis in the main plane. A mode in which a so-called off-angle substrate (also referred to as an off-substrate) inclined by several degrees may be used.
個々の単位パターンＵＰの境界部分である幅狭の領域はストリートＳＴと称される。ストリートＳＴは、パターン付き基板Ｗの分割予定位置であって、後述する態様にてレーザー光がストリートＳＴに沿って照射されることで、パターン付き基板Ｗは個々のデバイスチップへと分割される。ストリートＳＴは、通常、数十μｍ程度の幅で、デバイスパターンを平面視した場合に格子状をなすように設定される。ただし、ストリートＳＴの部分において単結晶基板Ｗ１が露出している必要はなく、ストリートＳＴの位置においてもデバイスパターンをなす薄膜層が連続して形成されていてもよい。 A narrow region that is a boundary portion of each unit pattern UP is referred to as a street ST. The street ST is a planned division position of the patterned substrate W, and the patterned substrate W is divided into individual device chips by irradiating laser light along the street ST in a manner to be described later. The street ST is usually set to have a lattice shape when the device pattern is viewed in plan with a width of about several tens of μm. However, the single crystal substrate W1 does not have to be exposed in the street ST portion, and a thin film layer forming a device pattern may be continuously formed in the street ST position.
一方、図２に示すように、単結晶基板Ｗ１の、単位パターンＵＰが形成されていない側の主面には、反射膜Ｆの少なくとの一方が形成されることがある。本実施の形態においては、反射膜Ｆは、単結晶基板Ｗ１の直上に設けられた多層膜Ｆ１と、該多層膜Ｆ１の上に設けられた金属膜Ｆ２とからなるものとする。 On the other hand, as shown in FIG. 2, at least one of the reflective films F may be formed on the main surface of the single crystal substrate W1 on the side where the unit pattern UP is not formed. In the present embodiment, the reflective film F is composed of a multilayer film F1 provided immediately above the single crystal substrate W1 and a metal film F2 provided on the multilayer film F1.
多層膜Ｆ１は、ＤＢＲとも称される、例えばそれぞれ数十ｎｍ〜数百ｎｍ程度の厚みのＴｉＯ２の薄膜層とＳｉＯ２の薄膜層が数十層程度繰り返し交互に積層されてなる、数μｍ程度の厚みを有する部位である。 The multilayer film F1 is also called DBR. For example, a thin film layer of TiO 2 and a thin film layer of SiO 2 each having a thickness of several tens of nanometers to several hundreds of nanometers are repeatedly laminated in layers of several tens of micrometers. This is a portion having a certain thickness.
また、金属膜Ｆ２は、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕなどからなり、数十ｎｍ〜数百ｎｍ程度の厚みを有する。 The metal film F2 is made of Al, Ag, Au, or the like, and has a thickness of about several tens nm to several hundreds nm.
＜パターン付き基板の分割加工の概略＞
次に、上述した構成のパターン付き基板ＷをストリートＳＴに沿って分割する処理の流れについて説明する。係る分割は、通常、それぞれのストリートＳＴの中心位置を通りかつパターン付き基板Ｗの厚み方向に沿って設定されてなる加工予定面Ｐ１に沿って行われる。なお、加工予定面Ｐ１の厚み方向における端部を加工予定線ＰＬと称するが、以降の説明においては、便宜上、両者を区別せずに用いることがある。
<Outline of division processing of substrate with pattern>
Next, a flow of processing for dividing the patterned substrate W having the above-described configuration along the street ST will be described. Such division is usually performed along a planned processing surface P1 that passes through the center position of each street ST and is set along the thickness direction of the patterned substrate W. In addition, although the edge part in the thickness direction of the process plan surface P1 is called the process plan line PL, in the following description, for convenience, it may be used without distinguishing both.
また、本実施の形態においては、パターン付き基板Ｗに上述の多層膜Ｆ１と金属膜Ｆ２とからなる反射膜Ｆが設けられているものとする。係る反射膜Ｆが設けられていない場合、例えば特許文献１に開示されているような手法でレーザー加工を行うことで、パターン付き基板Ｗを分割することが出来る。しかしながら、反射膜Ｆが設けられている場合、金属膜Ｆ２がレーザー光を吸収してしまうために、上述の手法にてレーザー加工を行ったとしても、パターン付き基板Ｗを良好に分割することは困難である。 In the present embodiment, it is assumed that the reflective substrate F composed of the multilayer film F1 and the metal film F2 is provided on the patterned substrate W. In the case where such a reflective film F is not provided, the patterned substrate W can be divided by performing laser processing, for example, as disclosed in Patent Document 1. However, when the reflective film F is provided, the metal film F2 absorbs the laser beam, so that even if the laser processing is performed by the above-described method, the substrate W with the pattern can be divided satisfactorily. Have difficulty.
この点を鑑み、本実施の形態においては、加工予定線ＰＬのところに位置する金属膜Ｆ２をあらかじめ除去したうえで、レーザー加工およびこれに続くブレイク加工を行うことにより、パターン付き基板Ｗを分割するようにする。 In view of this point, in the present embodiment, the metal film F2 located at the planned processing line PL is removed in advance, and then the patterned substrate W is divided by performing laser processing and subsequent break processing. To do.
図３は、本実施の形態におけるパターン付き基板Ｗの分割加工のプロセスを模式的に示す図である。なお、図３においては、Ｙ方向に延在する加工予定線ＰＬが分割の対象となる場合について説明するが、Ｘ方向に沿った加工予定線ＰＬが対象となる場合も処理内容は同様である。 FIG. 3 is a diagram schematically showing a process of dividing the patterned substrate W in the present embodiment. Note that FIG. 3 illustrates a case where the planned machining line PL extending in the Y direction is a target of division, but the processing contents are the same when the planned machining line PL along the X direction is a target. .
図３（ａ）に示すように、本実施の形態においては、加工予定線ＰＬのところに位置する金属膜Ｆ２の除去を、先端部ＴＬ１が超硬合金またはダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）などの硬質材料からなる刃先となった溝加工ツールＴＬを用いて行う。より具体的には、パターン付き基板Ｗを、金属膜Ｆ２が上面となるように水平に配置した状態で、矢印ＡＲ１にて示すように、溝加工ツールＴＬの先端部ＴＬ１をパターン付き基板Ｗの外縁よりも外側であって加工予定線ＰＬの延長線上の位置に接近させる。 As shown in FIG. 3A, in the present embodiment, the removal of the metal film F2 located at the planned processing line PL is performed by removing the tip TL1 from a hard metal such as cemented carbide or diamond-like carbon (DLC). The grooving tool TL that is a cutting edge made of a material is used. More specifically, in a state where the patterned substrate W is horizontally disposed so that the metal film F2 is on the upper surface, the tip portion TL1 of the groove processing tool TL is placed on the patterned substrate W as indicated by an arrow AR1. It is made to approach the position on the extended line of the processing planned line PL outside the outer edge.
そして、図３（ｂ）に示すように、先端部ＴＬ１の高さ位置を金属膜Ｆ２と多層膜Ｆ１との界面近傍とした状態で、加工予定線ＰＬが設定されてなるＹ方向（図３では図面に垂直な方向）に沿って溝加工ツールＴＬをパターン付き基板Ｗに対し相対的に移動させる。これにより、図３（ｃ）に示すように、先端部ＴＬ１が通過した部分の金属膜Ｆ２が溝加工ツールＴＬによって剥離除去されて、加工溝Ｇが形成される。換言すれば、加工予定面Ｐ１のところで多層膜Ｆ１が露出した状態が実現される。なお、図３（ｃ）においては加工溝Ｇの幅がストリートＳＴの幅よりも小さくなっているが、これは必須の態様ではなく、次に行うレーザー加工に際してレーザー光が金属膜Ｆ２に照射されないだけの幅が確保されればよい。 Then, as shown in FIG. 3B, the Y direction (FIG. 3) in which the planned processing line PL is set in a state where the height position of the tip portion TL1 is in the vicinity of the interface between the metal film F2 and the multilayer film F1. Then, the groove processing tool TL is moved relative to the patterned substrate W along the direction perpendicular to the drawing. As a result, as shown in FIG. 3C, the metal film F <b> 2 where the tip portion TL <b> 1 has passed is peeled and removed by the groove processing tool TL, and the processing groove G is formed. In other words, a state in which the multilayer film F1 is exposed at the processing scheduled surface P1 is realized. In FIG. 3C, the width of the processing groove G is smaller than the width of the street ST, but this is not an essential aspect, and the laser beam is not irradiated to the metal film F2 in the next laser processing. It is sufficient that only a width is secured.
このような溝加工ツールＴＬによる金属膜Ｆ２の除去を、全ての加工予定線ＰＬ（加工予定面Ｐ１）に沿って行う。 The removal of the metal film F2 by the groove processing tool TL is performed along all the planned processing lines PL (processing planned surface P1).
全ての加工予定線ＰＬについて金属膜Ｆ２の除去が終わると、続いて、レーザー加工を行う。係るレーザー加工は、例えば後述するレーザー加工装置において、加工予定線ＰＬ（加工予定面Ｐ１）に沿ってレーザー光ＬＢを走査することによって行う。より詳細には、係るレーザー加工は、亀裂伸展加工として行うものとする。亀裂伸展加工の詳細に付いては後述する。係る亀裂伸展加工には、図３（ｄ）に示すように、レーザー光ＬＢの焦点ＬＦを、単結晶基板Ｗ１の内部であってその厚み方向において多層膜Ｆ１との界面位置から数μｍの範囲内に、位置させるようにする。 When the removal of the metal film F2 is finished for all the planned processing lines PL, laser processing is subsequently performed. Such laser processing is performed, for example, by scanning the laser beam LB along the processing line PL (processing surface P1) in a laser processing apparatus to be described later. More specifically, the laser processing is performed as a crack extension processing. Details of the crack extension processing will be described later. In such crack extension processing, as shown in FIG. 3D, the focal point LF of the laser beam LB is within a range of several μm from the interface position with the multilayer film F1 in the thickness direction inside the single crystal substrate W1. To be located inside.
係る態様にて亀裂伸展加工を行うと、レーザー光ＬＢの走査方向において、単結晶基板Ｗ１の焦点ＬＦの深さ位置に、レーザー光ＬＢの照射によって生じた変質領域である微小な加工痕Ｍが離散的に形成され、かつ、それぞれの加工痕Ｍの間や、パターン付き基板Ｗの厚み方向に、亀裂が伸展する。図３（ｅ）に、加工痕Ｍからパターン付き基板Ｗの厚み方向に亀裂ＣＲが伸展する様子を例示している。 When crack extension processing is performed in such a manner, a minute processing mark M that is an altered region caused by irradiation with the laser beam LB is formed at the depth position of the focal point LF of the single crystal substrate W1 in the scanning direction of the laser beam LB. The cracks are formed discretely, and cracks extend between the respective processing marks M and in the thickness direction of the patterned substrate W. FIG. 3E illustrates a state in which the crack CR extends from the processing mark M in the thickness direction of the patterned substrate W.
このようなレーザー光ＬＢの照射による亀裂伸展加工を、全ての加工予定面Ｐ１に沿って行う。 Such a crack extension process by irradiation with the laser beam LB is performed along all the planned processing surfaces P1.
なお、亀裂伸展加工によって厚み方向に生じる亀裂ＣＲのうち、加工痕Ｍからパターン付き基板Ｗの上方へと伸展する亀裂ＣＲ１は、加工痕Ｍから単結晶基板Ｗ１の上面までの距離が短いために、ほとんどの場合、該上面にまで到達する。そして、その上方に存在する多層膜Ｆ１においては、同様に亀裂が伸展するか、あるいは、照射されたレーザー光ＬＢによる溶融・蒸発などが生じる。一方、加工痕Ｍからパターン付き基板Ｗの下方へと伸展する亀裂ＣＲ２については、その先端が反対面にまで到達するものもあるものの、単結晶基板Ｗ１内で留まることもある。従って、レーザー加工を行った時点では、パターン付き基板Ｗは必ずしも完全には分割されているわけではない。 Of the cracks CR generated in the thickness direction by crack extension processing, the crack CR1 extending from the processing mark M to above the patterned substrate W has a short distance from the processing mark M to the upper surface of the single crystal substrate W1. In most cases, the top surface is reached. Then, in the multilayer film F1 existing thereabove, cracks are similarly extended, or melting / evaporation by the irradiated laser beam LB occurs. On the other hand, the crack CR2 extending from the processing mark M to the lower side of the patterned substrate W may remain in the single crystal substrate W1, although the tip may reach the opposite surface. Therefore, the patterned substrate W is not necessarily completely divided when laser processing is performed.
そこで、例えば公知のブレイク装置を用い、亀裂伸展加工によって形成された亀裂をパターン付き基板Ｗの反対面にまで伸展させるブレイク加工を行うようにする。これにより、パターン付き基板Ｗを完全に分割し個片化（チップ化）することが可能となる。なお、亀裂の伸展によってパターン付き基板Ｗが厚み方向において完全に分断される場合、上述のブレイク加工は不要であるが、一部の亀裂が反対面にまで達したとしても亀裂伸展加工によってパターン付き基板Ｗは完全に二分されることはまれであるので、ブレイク加工を伴うのが一般的である。 Therefore, for example, a known breaking device is used to perform a breaking process for extending a crack formed by the crack extending process to the opposite surface of the patterned substrate W. Thereby, it becomes possible to divide the substrate W with a pattern completely and divide it into chips (chips). Note that when the patterned substrate W is completely divided in the thickness direction by crack extension, the above-described breaking process is not necessary, but even if a part of the crack reaches the opposite surface, the pattern is provided by crack extension process. Since the substrate W is rarely completely bisected, it is generally accompanied by a break process.
ブレイク加工を行うことで、図３（ｆ）に示すように、それぞれに単位パターンＵＰおよび反射膜Ｆが形成された多数個のデバイスチップＣＰが得られる。ブレイク加工には、公知の３点支持による手法などが適用可能である。 By performing the break processing, as shown in FIG. 3F, a large number of device chips CP each having a unit pattern UP and a reflective film F are obtained. A known three-point support method can be applied to the break processing.
図４は、上述のような手順で亀裂伸展加工までを行った後のパターン付き基板Ｗの光学顕微鏡像であり、図５は、図４に示したパターン付き基板Ｗをブレイク加工に供した後の断面についての光学顕微鏡像である。 FIG. 4 is an optical microscope image of the patterned substrate W after the crack extension process is performed in the above-described procedure, and FIG. 5 is a diagram after the patterned substrate W shown in FIG. It is an optical microscope image about a cross section.
図４からは、加工痕Ｍの間において亀裂が伸展している様子や、単結晶基板Ｗ１の表面に亀裂が到達している様子や、さらには、多層膜Ｆ１が加工痕Ｍの配列方向に沿って部分的に溶融・蒸発している様子などが確認される。 From FIG. 4, it can be seen that cracks extend between the processing marks M, the cracks reach the surface of the single crystal substrate W1, and the multilayer film F1 extends in the arrangement direction of the processing marks M. It can be seen that it is partially melted and evaporated along the surface.
また、図５からは、反射膜Ｆの近傍では微小な凹凸があるものの、それはパターン付き基板Ｗの厚み方向についてみればごく一部に過ぎないこと、および、パターン付き基板Ｗの大部分を占める単結晶基板Ｗ１においては、ほぼ、凹凸のない極めて平坦な分割面が形成されていることが確認される。係る結果は、本実施の形態に係る加工手法が、パターン付き基板Ｗを好適に分割できるものであることを指し示している。 Further, from FIG. 5, although there are minute irregularities in the vicinity of the reflective film F, it is only a part when viewed in the thickness direction of the patterned substrate W, and occupies most of the patterned substrate W. In the single crystal substrate W1, it is confirmed that an extremely flat divided surface having almost no unevenness is formed. This result indicates that the processing method according to the present embodiment can suitably divide the patterned substrate W.
＜溝加工ツールおよび溝加工装置＞
続いて、上述した溝加工ツールＴＬの詳細構造および係る溝加工ツールＴＬを備えた溝加工装置の一構成態様について説明する。
<Groove tool and groove machine>
Next, a detailed structure of the above-described grooving tool TL and one configuration aspect of the grooving apparatus including the grooving tool TL will be described.
図６は、金属膜Ｆ２の剥離除去に用いる溝加工ツールＴＬの概略図およびその先端部ＴＬ１を拡大して示す図である。 FIG. 6 is a schematic view of the groove processing tool TL used for peeling and removing the metal film F2, and an enlarged view of the tip portion TL1.
溝加工ツールＴＬは、図６（ａ）に示すように、概略、棒状（図６に示す場合においては角棒状）の部材であるが、少なくともその長手方向一先端部に備わる刃先部分である先端部ＴＬ１は、加工時の進行方向（パターン付き基板Ｗに対するツールＴＬの相対移動方向）を含む鉛直断面が多角形状（例えば矩形状）をなしているとともに、加工時の進行方向に垂直な断面が該進行方向に対して対称な等脚台形状をなしている。 As shown in FIG. 6A, the grooving tool TL is roughly a rod-shaped member (in the case shown in FIG. 6, a rectangular bar-shaped member), but at least a tip which is a cutting edge portion provided at one tip in the longitudinal direction thereof. The portion TL1 has a polygonal cross section (for example, a rectangular shape) including a traveling direction during processing (the relative movement direction of the tool TL with respect to the patterned substrate W), and a section perpendicular to the traveling direction during processing. It has an isosceles trapezoidal shape that is symmetrical with respect to the traveling direction.
ただし、より詳細には、図６（ｂ）に示すように、先端部ＴＬ１の進行方向前側の最下端部は角面状に面取りがなされており、これによってランドＴＬ２と称する矩形状の微小面が形成されてなる。 However, in more detail, as shown in FIG. 6B, the lowermost end portion of the front end portion TL1 on the front side in the traveling direction is chamfered in a rectangular shape, thereby forming a rectangular minute surface called a land TL2. Is formed.
係る構造を有する溝加工ツールＴＬは、加工時、図６（ｂ）に示すように、ランドＴＬ２が最下端部となりかつその長手方向が進行方向に平行となる姿勢を保って使用される。換言すれば、溝加工ツールＴＬは、その長手方向を鉛直方向から所定角度だけ進行方向前側に傾斜させた姿勢で使用される。 As shown in FIG. 6B, the groove machining tool TL having such a structure is used while maintaining a posture in which the land TL2 is the lowermost end portion and the longitudinal direction thereof is parallel to the traveling direction. In other words, the grooving tool TL is used in a posture in which its longitudinal direction is inclined forward by a predetermined angle from the vertical direction.
ここで、ランドＴＬ２が加工時に進行方向と平行になるときの進行方向に沿った長さをランド長さＤとし、ランドＴＬ２と先端部ＴＬ１の進行方向前面とのなす角を取り付け角αとし、ランドＴＬ２と先端部ＴＬ１の長手方向最下端面とのなす角をランド角βとするとき、金属膜Ｆ２を良好に除去する観点からは、ランド長さＤは、１μｍ〜１５μｍ程度であることが好ましく、取り付け角αは５０°〜８０°であることが好ましく、ランド角βは１０°〜２０°であることが望ましい。なお、ランドＴＬ２の、進行方向に直交する方向における厚み（ランド幅）は、除去したい金属膜Ｆ２の幅に応じて適宜に定められればよい。 Here, the length along the traveling direction when the land TL2 is parallel to the traveling direction at the time of processing is defined as a land length D, and the angle formed between the land TL2 and the front surface in the traveling direction of the tip portion TL1 is defined as an attachment angle α. When the angle formed between the land TL2 and the lowermost end surface in the longitudinal direction of the tip portion TL1 is the land angle β, the land length D is about 1 μm to 15 μm from the viewpoint of satisfactorily removing the metal film F2. The mounting angle α is preferably 50 ° to 80 °, and the land angle β is preferably 10 ° to 20 °. The thickness (land width) of the land TL2 in the direction orthogonal to the traveling direction may be determined as appropriate according to the width of the metal film F2 to be removed.
また、上述のように金属膜Ｆ２を溝加工ツールＴＬにて除去する場合、溝加工ツールＴＬがパターン付き基板Ｗに対して与える荷重（剥離力）は、０．５Ｎ〜１．０Ｎであるのが望ましい。係る場合、ストリートＳＴに対応させて設定された加工予定線ＰＬに沿って金属膜Ｆ２のみを好適に除去することが出来る。１．０Ｎより大きい荷重を与えた場合、金属膜Ｆ２のみならず多層膜Ｆ１までが除去されてしまい、また、先端部ＴＬ１が通過した側方の部分まで剥離が生じるなどして加工後の形状に乱れが生じてしまうため、好ましくない。一方、荷重が０．５Ｎ未満とするのは、金属膜Ｆ２を安定的に剥離できないため好ましくない。 When the metal film F2 is removed by the groove processing tool TL as described above, the load (peeling force) applied to the patterned substrate W by the groove processing tool TL is 0.5N to 1.0N. Is desirable. In such a case, only the metal film F2 can be suitably removed along the planned processing line PL set corresponding to the street ST. When a load greater than 1.0 N is applied, not only the metal film F2 but also the multilayer film F1 is removed, and the shape after processing such as peeling occurs to the side portion through which the tip portion TL1 has passed. This is not preferable because it causes disturbance. On the other hand, it is not preferable that the load is less than 0.5 N because the metal film F2 cannot be stably peeled off.
仮に、１．０Ｎよりも大きな荷重を与えた場合、例えばＸ方向に延在する加工予定線ＰＬに沿って金属膜Ｆ２を除去した後、これに直交するＹ方向に延在する加工予定線ＰＬに沿って金属膜を除去する際に、すでにＸ方向についての加工の差異に金属膜Ｆ２が除去されている加工予定線ＰＬ同士の直交箇所において、溝加工ツールＴＬが多層膜Ｆ１を剥離してしまい、良好な剥離が行えなくなるため好ましくない。 If a load greater than 1.0 N is applied, for example, after the metal film F2 is removed along the planned processing line PL extending in the X direction, the planned processing line PL extending in the Y direction perpendicular thereto is removed. , The groove processing tool TL peels off the multilayer film F1 at a position orthogonal to the planned processing lines PL from which the metal film F2 has already been removed due to the difference in processing in the X direction. Therefore, it is not preferable because good peeling cannot be performed.
図７は、係る荷重と剥離の良否との関係を示す一例としての、パターン付き基板Ｗの金属膜Ｆ２を剥離したときの、剥離後の基板上面を撮像した光学顕微鏡像である。具体的には、単結晶基板Ｗ１がサファイアであり、多層膜Ｆ１がＴｉＯ２とＳｉＯ２の薄膜層からなり、金属膜Ｆ２が約０．６５μｍの厚みのＡｕからなるパターン付き基板Ｗについて、その金属膜Ｆ２を、直交する二方向についてＸ方向→Ｙ方向の順に剥離した後に、基板上面を撮像して得られた像である。ここで、溝加工ツールＴＬの材質は、ランド長さＤは、８μｍ、取り付け角度αは、７０°、ランド角βは２０°であった。図７（ａ）は、溝加工ツールＴＬがパターン付き基板Ｗに対して与える荷重を０．５３Ｎとした時のものであり、図７（ｂ）は、当該荷重を１．２Ｎとした時のものである。 FIG. 7 is an optical microscope image obtained by imaging the peeled substrate upper surface when the metal film F2 of the patterned substrate W is peeled off as an example showing the relationship between the load and the peeling quality. Specifically, for the patterned substrate W in which the single crystal substrate W1 is sapphire, the multilayer film F1 is made of a thin film layer of TiO 2 and SiO 2 , and the metal film F2 is made of Au having a thickness of about 0.65 μm, It is an image obtained by imaging the upper surface of the substrate after peeling off the metal film F2 in two directions orthogonal to each other in the order of X direction → Y direction. Here, as for the material of the groove processing tool TL, the land length D was 8 μm, the mounting angle α was 70 °, and the land angle β was 20 °. FIG. 7A shows the load applied to the patterned substrate W by the groove processing tool TL at 0.53N, and FIG. 7B shows the load at 1.2N. Is.
図７（ａ）に示す撮像画像では、両方向ともに金属膜Ｆ２のみが一様な幅で良好に剥離されているが、図７（ｂ）に示す撮像画像では、Ｙ方向の加工において、一部において多層膜Ｆ１するとともに単結晶基板Ｗ１が露出しており、また、加工形状にも乱れが生じている。すなわち、加工後の状態が不均一で好ましい剥離が行われなかった様子を示している。 In the captured image shown in FIG. 7A, only the metal film F2 is peeled off with a uniform width in both directions, but in the captured image shown in FIG. The multilayer film F1 and the single crystal substrate W1 are exposed, and the processing shape is also disturbed. That is, the state after processing is not uniform and preferable peeling is not performed.
図８は、上述のような溝加工ツールＴＬによる加工を行う溝加工装置１００を例示する図である。溝加工装置１００は、水平面内の一方向（ｙ軸方向）に移動可能で、かつ、上面に載置されたパターン付き基板Ｗを保持可能なテーブル１０１を備えている。より具体的には、テーブル１０１には、例えばガラスなどの透明な部材からなり、水平面内で回転自在なチャック１０２が備わっており、該チャック１０２によってパターン付き基板Ｗを固定できるようになっている。 FIG. 8 is a diagram illustrating a groove processing apparatus 100 that performs processing using the groove processing tool TL as described above. The groove processing apparatus 100 includes a table 101 that can move in one direction (y-axis direction) in a horizontal plane and can hold a patterned substrate W placed on the upper surface. More specifically, the table 101 is made of a transparent member such as glass and is provided with a chuck 102 that is rotatable in a horizontal plane, and the patterned substrate W can be fixed by the chuck 102. .
なお、図８においては図示を省略するが、テーブル１０１の透明なチャック１０２の下方には、チャック１０２に固定されたパターン付き基板Ｗを、チャック１０２を介して下方から観察可能な、観察光学系が備わる。 Although not shown in FIG. 8, an observation optical system capable of observing the patterned substrate W fixed to the chuck 102 from below through the chuck 102 below the transparent chuck 102 of the table 101. Is provided.
また、溝加工装置１００には、水平面内においてｙ軸方向と直交するｘ軸方向においてテーブル１０１を挟んで設けてある２つの支柱１０３と、これら２つの支柱１０３によって支持されてなるとともに、ｘ軸方向に延在するガイド１０４ｇが備わるガイドバー１０４とによって、テーブル１０１上を跨ぐブリッジ１０５が構成されてなる。 Further, the groove processing apparatus 100 is supported by the two support columns 103 provided with the table 101 sandwiched in the x-axis direction orthogonal to the y-axis direction in the horizontal plane, and is supported by the two support columns 103, and the x-axis A bridge 105 straddling the table 101 is constituted by a guide bar 104 provided with a guide 104g extending in the direction.
ガイド１０４ｇには、溝加工ツールＴＬが取り付けられるヘッド１０６がｘ軸方向に移動可能に取り付けられてなる。より詳細には、ヘッド１０６には、溝加工ツールＴＬを保持したホルダ１０７が取り付けられるようになっているとともに、一方の支柱１０３に設けられたモータ１０８の回転によりガイド１０４ｇに沿ってｘ軸方向を移動する支持体１０６ｓが付設されている。これにより、溝加工装置１００においては、ｘ軸方向を図６でいうところの進行方向として、加工を行えるようになっている。 A head 106 to which the groove processing tool TL is attached is attached to the guide 104g so as to be movable in the x-axis direction. More specifically, a holder 107 holding the groove processing tool TL is attached to the head 106, and the x axis direction along the guide 104g by the rotation of the motor 108 provided on one of the columns 103. A support body 106s for moving is attached. Thereby, in the groove processing apparatus 100, it can process now by making an x-axis direction into the advancing direction as called in FIG.
ヘッド１０６は、ホルダ１０７を取り付ける際のホルダ１０７のｘ軸方向に対する姿勢を調整できるようになっている。つまりは溝加工ツールＴＬの姿勢を調整することができるように構成されている。溝加工ツールＴＬを保持したホルダをヘッド１０６に取り付けるにあたってホルダ１０７の姿勢を調整することで、上述した金属膜Ｆ２を剥離する際の取り付け角度αを調整することが可能となる。 The head 106 can adjust the posture of the holder 107 with respect to the x-axis direction when the holder 107 is attached. That is, it is configured so that the posture of the grooving tool TL can be adjusted. By adjusting the orientation of the holder 107 when attaching the holder holding the groove processing tool TL to the head 106, it is possible to adjust the attachment angle α when the metal film F2 is peeled off.
また、ヘッド１０６は、取り付けた溝加工ツールＴＬの高さ位置を適宜に調整できるようにもなっている。ホルダ１０７の高さ位置とヘッド１０６の移動速度とを適宜に設定することで、溝加工ツールＴＬが金属膜Ｆ２に対して与える荷重を調整することが可能となる。 Further, the head 106 can appropriately adjust the height position of the attached groove machining tool TL. By appropriately setting the height position of the holder 107 and the moving speed of the head 106, the load applied to the metal film F2 by the groove processing tool TL can be adjusted.
以上のような構成を有する溝加工装置１００において、溝加工ツールＴＬにより、上述のような金属膜Ｆ２の加工を行う場合は、パターン付き基板Ｗを金属膜Ｆ２が上面側となるようにチャック１０２に固定し、Ｘ方向もしくはＹ方向の加工予定線ＰＬがｘ軸方向と平行となるようにパターン付き基板Ｗのアライメントを行うとともに、取り付け角度αが所定の値となるように、溝加工ツールＴＬを保持したホルダ１０７を適宜の姿勢にて取り付ける。なお、パターン付き基板Ｗのアライメントについては、パターンマッチング処理や、アライメントマーカーを用いた処理など、種々の公知の手法を適宜に適用可能である。 In the groove processing apparatus 100 having the above-described configuration, when the metal film F2 as described above is processed by the groove processing tool TL, the patterned substrate W is chucked so that the metal film F2 is on the upper surface side. And aligning the patterned substrate W so that the processing line PL in the X direction or the Y direction is parallel to the x-axis direction, and the groove processing tool TL so that the mounting angle α becomes a predetermined value. The holder 107 that holds is attached in an appropriate posture. For the alignment of the patterned substrate W, various known methods such as a pattern matching process and a process using an alignment marker can be appropriately applied.
そして、溝加工ツールＴＬの先端部ＴＬ１を、ｘ軸方向についてはパターン付き基板Ｗの端部より外側の位置に合わせるとともに、ｙ軸方向については最初に加工対象とする加工予定線ＰＬの位置に合わせる。当該位置において溝加工ツールＴＬを、金属膜Ｆ２の厚みに応じた所定の距離だけ下降させたうえで、ヘッド１０６をｘ軸方向に移動させることで、当該加工予定線ＰＬの位置での金属膜Ｆ２の剥離が実現される。 Then, the tip end portion TL1 of the groove processing tool TL is aligned with a position outside the end portion of the patterned substrate W in the x-axis direction, and at the position of the planned processing line PL to be processed first in the y-axis direction. Match. At the position, the groove processing tool TL is lowered by a predetermined distance according to the thickness of the metal film F2, and then the head 106 is moved in the x-axis direction, whereby the metal film at the position of the planned processing line PL. Separation of F2 is realized.
一の加工予定線ＰＬの位置における剥離が終了すると、加工予定線ＰＬのピッチに応じた距離だけステージをｙ軸方向に送り、次の加工予定線ＰＬの位置における剥離を同様に行う。Ｘ方向もしくはＹ方向において全ての加工予定線ＰＬの位置で剥離が終了すると、チャック１０２を９０°回転させてＹ方向もしくはＸ方向がｘ軸方向と合致するようにアライメントを行ったうえで、同様の処理を行えばよい。これにより、全ての加工予定線ＰＬに沿った金属膜Ｆ２の除去が好適に行える。 When the separation at the position of one planned machining line PL is completed, the stage is fed in the y-axis direction by a distance corresponding to the pitch of the planned machining line PL, and the peeling at the position of the next planned machining line PL is similarly performed. When peeling is completed at the position of all the planned processing lines PL in the X direction or the Y direction, the chuck 102 is rotated 90 ° to perform alignment so that the Y direction or the X direction matches the x axis direction. May be performed. Thereby, the removal of the metal film F2 along all the process planned lines PL can be performed suitably.
＜亀裂伸展加工の原理およびブレイク加工＞
次に、亀裂伸展加工とブレイク加工について説明する。図９は、亀裂伸展加工におけるレーザー光ＬＢの照射態様を説明するための図である。より詳細には、図９は、亀裂伸展加工の際のレーザー光ＬＢの繰り返し周波数Ｒ（ｋＨｚ）と、レーザー光ＬＢの照射にあたってパターン付き基板Ｗを載置するステージの移動速度Ｖ（ｍｍ／ｓｅｃ）と、レーザー光ＬＢのビームスポット中心間隔Δ（μｍ）との関係を示している。なお、以降の説明では、レーザー光ＬＢの出射源は固定され、パターン付き基板Ｗが載置されたステージを移動させることによって、パターン付き基板Ｗに対するレーザー光ＬＢの相対的な走査が実現されるものとするが、パターン付き基板Ｗは静止させた状態で、レーザー光ＬＢの出射源を移動させる態様であっても、亀裂伸展加工は同様に実現可能である。
<Principle of crack extension processing and break processing>
Next, crack extension processing and break processing will be described. FIG. 9 is a diagram for explaining an irradiation mode of the laser beam LB in the crack extension processing. More specifically, FIG. 9 shows the repetition frequency R (kHz) of the laser beam LB at the time of crack extension processing, and the moving speed V (mm / sec) of the stage on which the patterned substrate W is placed when the laser beam LB is irradiated. ) And the beam spot center interval Δ (μm) of the laser beam LB. In the following description, the emission source of the laser beam LB is fixed, and the stage on which the patterned substrate W is placed is moved to realize relative scanning of the laser beam LB with respect to the patterned substrate W. However, the crack extension process can be similarly realized even in a mode in which the emission source of the laser beam LB is moved while the patterned substrate W is stationary.
図９に示すように、レーザー光ＬＢの繰り返し周波数がＲ（ｋＨｚ）である場合、１／Ｒ（ｍｓｅｃ）ごとに１つのレーザーパルス（単位パルス光とも称する）がレーザー光源から発せられることになる。パターン付き基板Ｗが載置されたステージが速度Ｖ（ｍｍ／ｓｅｃ）で移動する場合、あるレーザーパルスが発せられてから次のレーザーパルスが発せられる間に、パターン付き基板ＷはＶ×（１／Ｒ）＝Ｖ／Ｒ（μｍ）だけ移動することになるので、あるレーザーパルスのビーム中心位置と次に発せられるレーザーパルスのビーム中心位置との間隔、つまりはビームスポット中心間隔Δ（μｍ）は、Δ＝Ｖ／Ｒで定まる。 As shown in FIG. 9, when the repetition frequency of the laser light LB is R (kHz), one laser pulse (also referred to as unit pulse light) is emitted from the laser light source every 1 / R (msec). . When the stage on which the substrate W with a pattern is moved moves at a speed V (mm / sec), the substrate W with a pattern is V × (1) while a laser pulse is emitted and a next laser pulse is emitted. / R) = V / R (μm), the distance between the beam center position of one laser pulse and the beam center position of the next laser pulse, that is, the beam spot center distance Δ (μm) Is determined by Δ = V / R.
このことから、パターン付き基板Ｗの表面におけるレーザー光ＬＢのビーム径（ビームウェスト径、スポットサイズとも称する）Ｄｂとビームスポット中心間隔Δとが
Δ＞Ｄｂ ・・・・・（式１）
をみたす場合には、レーザー光の走査に際して個々のレーザーパルスは重ならないことになる。
From this, the beam diameter (also referred to as beam waist diameter or spot size) Db of the laser beam LB on the surface of the patterned substrate W and the beam spot center interval Δ are Δ> Db (Equation 1)
In the case of satisfying the above, the individual laser pulses do not overlap when the laser beam is scanned.
加えて、単位パルス光の照射時間つまりはパルス幅を極めて短く設定すると、それぞれの単位パルス光の被照射位置においては、レーザー光ＬＢのスポットサイズより狭い、被照射位置の略中央領域に存在する物質が、照射されたレーザー光から運動エネルギーを得ることで被照射面に垂直な方向に飛散したり変質したりする一方、係る飛散に伴って生じる反力を初めとする単位パルス光の照射によって生じる衝撃や応力が、該被照射位置の周囲に作用するという現象が生じる。 In addition, when the irradiation time of the unit pulse light, that is, the pulse width is set to be extremely short, the irradiation position of each unit pulse light exists in a substantially central region of the irradiation position that is narrower than the spot size of the laser beam LB. The material is scattered or altered in the direction perpendicular to the irradiated surface by obtaining kinetic energy from the irradiated laser beam, while the unit pulse light including the reaction force generated by the scattering is irradiated. A phenomenon occurs in which the generated impact or stress acts around the irradiated position.
これらのことを利用して、レーザー光源から次々と発せられるレーザーパルス（単位パルス光）が、加工予定線に沿って順次にかつ離散的に照射されるようにすると、加工予定線に沿った、個々の単位パルス光の被照射位置において微小な加工痕が順次に形成されるとともに、個々の加工痕同士の間において亀裂が連続的に形成され、さらには、被加工物の厚み方向にも亀裂が伸展するようになる。このように、亀裂伸展加工によって形成された亀裂が、パターン付き基板Ｗを分割する際の分割の起点となる。なお、レーザー光ＬＢが所定の（０ではない）デフォーカス値のもと、デフォーカス状態で照射される場合は、焦点位置の近傍において変質が生じ、係る変質が生じた領域が上述の加工痕となる。 Using these things, when laser pulses (unit pulse light) emitted one after another from the laser light source are irradiated sequentially and discretely along the planned processing line, along the planned processing line, Small machining traces are formed sequentially at the irradiation position of each unit pulse light, cracks are continuously formed between the individual machining traces, and further cracks are formed in the thickness direction of the workpiece. Will be extended. Thus, the crack formed by the crack extension process becomes the starting point of the division when the substrate W with the pattern is divided. When the laser beam LB is irradiated in a defocused state under a predetermined (non-zero) defocus value, alteration occurs near the focal position, and the region where such alteration occurs is the above-described processing mark. It becomes.
一方、ブレイク工程は、例えば、パターン付き基板Ｗを、加工痕が形成された側の主面が下側になる姿勢とし、分割予定線の両側を２つの下側ブレイクバーにて支持した状態で、他方の主面であって分割予定線の直上のブレイク位置に向けて上側ブレイクバーを降下させるようにすることで行える。 On the other hand, in the breaking step, for example, the patterned substrate W is in a posture in which the main surface on the side where the processing marks are formed is in the lower side, and both sides of the planned dividing line are supported by the two lower break bars. The upper break bar can be lowered toward the break position on the other main surface and immediately above the planned dividing line.
なお、加工痕のピッチに相当するビームスポット中心間隔Δがあまりに大きすぎると、ブレイク特性が悪くなって加工予定線に沿ったブレイクが実現されなくなる。亀裂伸展加工の際には、この点を考慮して加工条件を定める必要がある。 If the beam spot center interval Δ corresponding to the pitch of the machining marks is too large, the break characteristics are deteriorated and the break along the planned machining line cannot be realized. In the case of crack extension processing, it is necessary to determine the processing conditions in consideration of this point.
以上の点を鑑みた、パターン付き基板Ｗに分割起点となる亀裂を形成するための亀裂伸展加工を行うにあたって好適な条件は、おおよそ以下の通りである。具体的な条件は、パターン付き基板Ｗの材質や厚みなどによって適宜に選択することでよい。 In view of the above points, the preferable conditions for performing crack extension processing for forming a crack as a division starting point on the patterned substrate W are as follows. Specific conditions may be appropriately selected depending on the material and thickness of the patterned substrate W.
パルス幅τ：１ｐｓｅｃ以上５０ｐｓｅｃ以下；
ビーム径Ｄｂ：約１μｍ〜１０μｍ程度；
ステージ移動速度Ｖ：５０ｍｍ／ｓｅｃ以上３０００ｍｍ／ｓｅｃ以下；
パルスの繰り返し周波数Ｒ：１０ｋＨｚ以上２００ｋＨｚ以下；
パルスエネルギーＥ：０．１μＪ〜５０μＪ。
Pulse width τ: 1 psec or more and 50 psec or less;
Beam diameter Db: about 1 μm to 10 μm;
Stage moving speed V: 50 mm / sec or more and 3000 mm / sec or less;
Pulse repetition frequency R: 10 kHz to 200 kHz;
Pulse energy E: 0.1 μJ to 50 μJ.
＜レーザー加工装置＞
最後に、亀裂伸展加工に用いるレーザー加工装置２００について説明する。図１０は、本発明の実施の形態において亀裂伸展加工に適用可能な、レーザー加工装置２００の構成を概略的に示す模式図である。レーザー加工装置２００は、装置内における種々の動作（観察動作、アライメント動作、加工動作など）の制御を行うコントローラ２０１と、パターン付き基板Ｗをその上に載置するステージ２０４と、レーザー光源ＳＬから出射されたレーザー光ＬＢをパターン付き基板Ｗに照射する照射光学系２０５とを主として備える。
<Laser processing equipment>
Finally, the laser processing apparatus 200 used for crack extension processing will be described. FIG. 10 is a schematic diagram schematically showing a configuration of a laser processing apparatus 200 applicable to crack extension processing in the embodiment of the present invention. The laser processing apparatus 200 includes a controller 201 that controls various operations (observation operation, alignment operation, processing operation, etc.) in the apparatus, a stage 204 on which the patterned substrate W is placed, and a laser light source SL. It mainly includes an irradiation optical system 205 for irradiating the emitted laser beam LB onto the patterned substrate W.
ステージ２０４は、石英などの光学的に透明な部材から主として構成される。ステージ２０４は、その上面に載置されたパターン付き基板Ｗを、例えば吸引ポンプなどの吸引手段２１１により吸引固定できるようになっている。また、ステージ２０４は、移動機構２０４ｍによって水平方向に移動可能とされてなる。なお、図１においては、パターン付き基板Ｗに粘着性を有する保持シート２１０ａを貼り付けたうえで、該保持シート２１０ａの側を被載置面としてパターン付き基板Ｗをステージ２０４に載置しているが、保持シート２１０ａを用いる態様は必須のものではない。 The stage 204 is mainly composed of an optically transparent member such as quartz. The stage 204 is configured so that the patterned substrate W placed on the upper surface thereof can be sucked and fixed by a suction means 211 such as a suction pump. Further, the stage 204 is movable in the horizontal direction by a moving mechanism 204m. In FIG. 1, a sticky holding sheet 210 a is attached to the patterned substrate W, and then the patterned substrate W is placed on the stage 204 with the holding sheet 210 a side as a placement surface. However, the embodiment using the holding sheet 210a is not essential.
移動機構２０４ｍは、図示しない駆動手段の作用により水平面内で所定のＸＹ２軸方向にステージ２０４を移動させる。これにより、観察位置の移動やレーザー光照射位置の移動が実現されてなる。なお、移動機構２０４ｍについては、所定の回転軸を中心とした、水平面内における回転（θ回転）動作も、水平駆動と独立に行えることが、アライメントなどを行う上ではより好ましい。 The moving mechanism 204m moves the stage 204 in a predetermined XY 2-axis direction within a horizontal plane by the action of a driving unit (not shown). Thereby, the movement of the observation position and the movement of the laser beam irradiation position are realized. For the moving mechanism 204m, it is more preferable for alignment and the like that the rotation (θ rotation) operation in the horizontal plane around the predetermined rotation axis can be performed independently of the horizontal drive.
照射光学系２０５は、レーザー光源ＳＬと、図示を省略する鏡筒内に備わるハーフミラー２５１と、集光レンズ２５２とを備える。 The irradiation optical system 205 includes a laser light source SL, a half mirror 251 provided in a lens barrel (not shown), and a condenser lens 252.
レーザー加工装置２００においては、概略、レーザー光源ＳＬから発せられたレーザー光ＬＢを、ハーフミラー２５１にて反射させたうえで、該レーザー光ＬＢを、集光レンズ２５２にてステージ２０４に載置されたパターン付き基板Ｗの被加工部位に合焦するように集光させて、パターン付き基板Ｗに照射するようになっている。そして、係る態様にてレーザー光ＬＢを照射しつつ、ステージ２０４を移動させることによって、パターン付き基板Ｗに対し所定の加工予定線に沿った加工を行えるようになっている。すなわち、レーザー加工装置２００は、パターン付き基板Ｗに対しレーザー光ＬＢを相対的に走査することによって、加工を行う装置である。 In the laser processing apparatus 200, the laser light LB emitted from the laser light source SL is reflected by the half mirror 251, and then the laser light LB is placed on the stage 204 by the condenser lens 252. The focused substrate W is focused so as to be focused on the portion to be processed of the patterned substrate W, and is irradiated onto the patterned substrate W. Then, by moving the stage 204 while irradiating the laser beam LB in this manner, the patterned substrate W can be processed along a predetermined planned processing line. That is, the laser processing apparatus 200 is an apparatus that performs processing by scanning the laser beam LB relative to the patterned substrate W.
レーザー光源ＳＬとしては、Ｎｄ：ＹＡＧレーザーを用いるのが好適な態様である。レーザー光源ＳＬとしては、波長が５００ｎｍ〜１６００ｎｍのものを用いる。また、上述した加工パターンでの加工を実現するべく、レーザー光ＬＢのパルス幅は１ｐｓｅｃ〜５０ｐｓｅｃ程度である必要がある。また、繰り返し周波数Ｒは１０ｋＨｚ〜２００ｋＨｚ程度、レーザー光の照射エネルギー（パルスエネルギー）は０．１μＪ〜５０μＪ程度であるのが好適である。 As the laser light source SL, an Nd: YAG laser is preferably used. As the laser light source SL, one having a wavelength of 500 nm to 1600 nm is used. Further, in order to realize the processing with the processing pattern described above, the pulse width of the laser beam LB needs to be about 1 psec to 50 psec. The repetition frequency R is preferably about 10 kHz to 200 kHz, and the laser beam irradiation energy (pulse energy) is preferably about 0.1 μJ to 50 μJ.
なお、レーザー加工装置２００においては、加工処理の際、必要に応じて、合焦位置をパターン付き基板Ｗの表面から意図的にずらしたデフォーカス状態で、レーザー光ＬＢを照射することも可能となっている。本実施の形態においては、デフォーカス値（パターン付き基板Ｗの表面から内部に向かう方向への合焦位置のずらし量）を０μｍ以上３０μｍ以下の範囲に設定するのが好ましい。 In the laser processing apparatus 200, it is possible to irradiate the laser beam LB in a defocus state in which the in-focus position is intentionally shifted from the surface of the substrate W with the pattern as necessary during processing. It has become. In the present embodiment, it is preferable to set the defocus value (shift amount of the focusing position in the direction from the surface of the substrate W with the pattern to the inside) in the range of 0 μm to 30 μm.
また、レーザー加工装置２００において、ステージ２０４の上方には、パターン付き基板Ｗを上方から観察・撮像するための上部観察光学系２０６と、パターン付き基板Ｗに対しステージ２０４の上方から照明光を照射する上部照明系２０７とが備わっている。また、ステージ２０４の下方には、パターン付き基板Ｗに対しステージ２０４の下方から照明光を照射する下部照明系２０８が備わっている。 Further, in the laser processing apparatus 200, an upper observation optical system 206 for observing and imaging the patterned substrate W from above, and illumination light from above the stage 204 are irradiated above the stage 204. And an upper illumination system 207. A lower illumination system 208 that irradiates illumination light onto the patterned substrate W from below the stage 204 is provided below the stage 204.
上部観察光学系２０６は、ハーフミラー２５１の上方（鏡筒の上方）に設けられたＣＣＤカメラ２０６ａと該ＣＣＤカメラ２０６ａに接続されたモニタ２０６ｂとを備える。また、上部照明系２０７は、上部照明光源Ｓ１と、ハーフミラー２７１とを備える。 The upper observation optical system 206 includes a CCD camera 206a provided above the half mirror 251 (above the lens barrel) and a monitor 206b connected to the CCD camera 206a. The upper illumination system 207 includes an upper illumination light source S1 and a half mirror 271.
これら上部観察光学系２０６と上部照明系２０７とは、照射光学系２０５と同軸に構成されてなる。より詳細にいえば、照射光学系２０５のハーフミラー２５１と集光レンズ２５２が、上部観察光学系２０６および上部照明系２０７と共用されるようになっている。これにより、上部照明光源Ｓ１から発せられた上部照明光Ｌ１は、図示しない鏡筒内に設けられたハーフミラー２７１で反射され、さらに照射光学系２０５を構成するハーフミラー２５１を透過した後、集光レンズ２５２で集光されて、パターン付き基板Ｗに照射されるようになっている。また、上部観察光学系２０６においては、上部照明光Ｌ１が照射された状態で、集光レンズ２５２、ハーフミラー２５１およびハーフミラー２０７１を透過したパターン付き基板Ｗの明視野像の観察を行うことが出来るようになっている。 The upper observation optical system 206 and the upper illumination system 207 are configured coaxially with the irradiation optical system 205. More specifically, the half mirror 251 and the condenser lens 252 of the irradiation optical system 205 are shared with the upper observation optical system 206 and the upper illumination system 207. As a result, the upper illumination light L1 emitted from the upper illumination light source S1 is reflected by the half mirror 271 provided in the lens barrel (not shown), further passes through the half mirror 251 constituting the irradiation optical system 205, and then collected. The light is condensed by the optical lens 252 and applied to the patterned substrate W. In the upper observation optical system 206, the bright field image of the patterned substrate W transmitted through the condenser lens 252, the half mirror 251, and the half mirror 2071 can be observed in a state where the upper illumination light L1 is irradiated. It can be done.
また、下部照明系２０８は、下部照明光源Ｓ２と、ハーフミラー２８１と、集光レンズ２８２とを備える。すなわち、レーザー加工装置２００においては、下部照明光源Ｓ２から出射され、ハーフミラー２８１で反射されたうえで、集光レンズ２８２で集光された下部照明光Ｌ２を、ステージ２０４を介してパターン付き基板Ｗに対し照射出来るようになっている。例えば、下部照明系２０８を用いると、下部照明光Ｌ２をパターン付き基板Ｗに照射した状態で、上部観察光学系２０６においてその透過光の観察を行うことなどが可能である。 The lower illumination system 208 includes a lower illumination light source S2, a half mirror 281 and a condenser lens 282. That is, in the laser processing apparatus 200, the lower illumination light L 2 emitted from the lower illumination light source S 2, reflected by the half mirror 281, and condensed by the condenser lens 282 is used as a patterned substrate via the stage 204. Can be irradiated to W. For example, when the lower illumination system 208 is used, it is possible to observe the transmitted light in the upper observation optical system 206 in a state where the lower illumination light L2 is applied to the patterned substrate W.
さらには、図１に示すように、レーザー加工装置２００においては、パターン付き基板Ｗを下方から観察・撮像するための下部観察光学系２１６が、備わっていてもよい。下部観察光学系２１６は、ハーフミラー２８１の下方に設けられたＣＣＤカメラ２１６ａと該ＣＣＤカメラ２１６ａに接続されたモニタ２１６ｂとを備える。係る下部観察光学系２１６においては、例えば、上部照明光Ｌ１がパターン付き基板Ｗに照射された状態でその透過光の観察を行うことが出来る。 Further, as shown in FIG. 1, the laser processing apparatus 200 may include a lower observation optical system 216 for observing and imaging the patterned substrate W from below. The lower observation optical system 216 includes a CCD camera 216a provided below the half mirror 281 and a monitor 216b connected to the CCD camera 216a. In the lower observation optical system 216, for example, the transmitted light can be observed in a state where the upper illumination light L1 is irradiated onto the patterned substrate W.
コントローラ２０１は、装置各部の動作を制御し、後述する態様でのパターン付き基板Ｗの加工処理を実現させる制御部２０２と、レーザー加工装置２００の動作を制御するプログラム２０３ｐや加工処理の際に参照される種々のデータを記憶する記憶部２０３とをさらに備える。 The controller 201 controls the operation of each part of the apparatus and realizes the processing of the patterned substrate W in a manner to be described later, the program 203p for controlling the operation of the laser processing apparatus 200, and the processing reference. And a storage unit 203 for storing various data to be processed.
制御部２０２は、例えばパーソナルコンピュータやマイクロコンピュータなどの汎用のコンピュータによって実現されるものであり、記憶部２０３に記憶されているプログラム２０３ｐが該コンピュータに読み込まれ実行されることにより、種々の構成要素が制御部２０２の機能的構成要素として実現される。 The control unit 202 is realized by a general-purpose computer such as a personal computer or a microcomputer, for example, and various components can be obtained by the program 203p stored in the storage unit 203 being read and executed by the computer. Is realized as a functional component of the control unit 202.
記憶部２０３は、ＲＯＭやＲＡＭおよびハードディスクなどの記憶媒体によって実現される。なお、記憶部２０３は、制御部２０２を実現するコンピュータの構成要素によって実現される態様であってもよいし、ハードディスクの場合など、該コンピュータとは別体に設けられる態様であってもよい。 The storage unit 203 is realized by a storage medium such as a ROM, a RAM, and a hard disk. The storage unit 203 may be implemented by a computer component that implements the control unit 202, or may be provided separately from the computer, such as a hard disk.
記憶部２０３には、プログラム２０３ｐの他、加工対象とされるパターン付き基板Ｗの個体情報（例えば、材質、結晶方位、形状（サイズ、厚み）など）の他、加工位置（もしくはストリート位置）を記述した被加工物データＤ１が記憶されるとともに、個々の加工モードにおけるレーザー加工の態様に応じた、レーザー光の個々のパラメータについての条件やステージ２０４の駆動条件（あるいはそれらの設定可能範囲）などが記述された加工モード設定データＤ２が記憶される。 In the storage unit 203, in addition to the program 203p, in addition to individual information (for example, material, crystal orientation, shape (size, thickness), etc.) of the patterned substrate W to be processed, a processing position (or street position) is also stored. The described workpiece data D1 is stored, the conditions for the individual parameters of the laser beam, the driving conditions of the stage 204 (or their settable ranges), etc., according to the mode of laser processing in each processing mode The machining mode setting data D2 in which is described is stored.
制御部２０２は、移動機構２０４ｍによるステージ２０４の駆動や集光レンズ２５２の合焦動作など、加工処理に関係する種々の駆動部分の動作を制御する駆動制御部２２１と、上部観察光学系２０６や下部観察光学系２１６によるパターン付き基板Ｗの観察・撮像を制御する撮像制御部２２２と、レーザー光源ＳＬからのレーザー光ＬＢの照射を制御する照射制御部２２３と、吸引手段２１１によるステージ２０４へのパターン付き基板Ｗの吸着固定動作を制御する吸着制御部２２４と、与えられた被加工物データＤ１および加工モード設定データＤ２に従って加工対象位置への加工処理を実行させる加工処理部２２５とを、主として備える。 The control unit 202 includes a drive control unit 221 that controls operations of various drive parts related to processing such as driving of the stage 204 by the moving mechanism 204m and focusing operation of the condenser lens 252, and an upper observation optical system 206, An imaging control unit 222 that controls observation / imaging of the patterned substrate W by the lower observation optical system 216, an irradiation control unit 223 that controls the irradiation of the laser light LB from the laser light source SL, and the stage 204 by the suction unit 211. The suction control unit 224 that controls the suction fixing operation of the substrate W with the pattern, and the processing unit 225 that executes processing to the processing target position according to the given workpiece data D1 and processing mode setting data D2, mainly. Prepare.
以上のような構成のコントローラ２０１を備えるレーザー加工装置２００においては、オペレータから、被加工物データＤ１に記述された加工位置を対象とした所定の加工モードによる加工の実行指示が与えられると、加工処理部２２５が、被加工物データＤ１を取得するとともに選択された加工モードに対応する条件を加工モード設定データＤ２から取得し、当該条件に応じた動作が実行されるよう、駆動制御部２２１や照射制御部２２３その他を通じて対応する各部の動作を制御する。例えば、レーザー光源ＳＬから発せられるレーザー光ＬＢの波長や出力、パルスの繰り返し周波数、パルス幅の調整などは、照射制御部２２３により実現される。これにより、対象とされた加工位置において、指定された加工モードでの加工が実現される。 In the laser processing apparatus 200 including the controller 201 configured as described above, when an operator gives an execution instruction for processing in a predetermined processing mode for the processing position described in the workpiece data D1, the processing is performed. The processing unit 225 acquires the workpiece data D1 and acquires a condition corresponding to the selected processing mode from the processing mode setting data D2, and the drive control unit 221 and the operation according to the condition are executed. The operations of the corresponding units are controlled through the irradiation control unit 223 and others. For example, adjustment of the wavelength and output of the laser beam LB emitted from the laser light source SL, the pulse repetition frequency, the pulse width, and the like are realized by the irradiation controller 223. Thereby, the processing in the designated processing mode is realized at the target processing position.
また、好ましくは、レーザー加工装置２００は、加工処理部２２５の作用によりコントローラ２０１においてオペレータに利用可能に提供される加工処理メニューに従って、種々の加工内容に対応する加工モードを選択できるように、構成される。係る場合において、加工処理メニューは、ＧＵＩにて提供されるのが好ましい。 Preferably, the laser processing apparatus 200 is configured so that processing modes corresponding to various processing contents can be selected according to a processing menu provided to the operator in the controller 201 by the operation of the processing unit 225. Is done. In such a case, it is preferable that the processing menu is provided on the GUI.
以上のような構成を有することで、レーザー加工装置２００は、上述した亀裂伸展加工をはじめとする種々のレーザー加工を好適に行えるようになっている。 With the above-described configuration, the laser processing apparatus 200 can suitably perform various laser processing including the above-described crack extension processing.
これまでに説明したように、本実施の形態によれば、単結晶基板の直上に多層膜と金属膜とからなる反射膜を備えるパターン付き基板を個片化するための分割加工を、レーザー光による亀裂伸展加工によって行おうとする場合に、係る亀裂伸展加工に先立って、加工予定線のところに位置する金属膜のみをあらかじめ除去して多層膜を露出させておくようにする。これにより、良好な個片化が実現される。 As described so far, according to the present embodiment, the division processing for separating the patterned substrate including the reflective film composed of the multilayer film and the metal film directly on the single crystal substrate is performed with the laser beam. When the crack extension process is to be performed, only the metal film located at the line to be processed is previously removed to expose the multilayer film prior to the crack extension process. Thereby, favorable singulation is realized.
１００ 溝加工装置
１０１ テーブル
１０２ チャック
１０４ ガイドバー
１０４ｇ ガイド
１０５ ブリッジ
１０６ ヘッド
１０６ｓ 支持体
１０７ ホルダ
１０８ モータ
２００ レーザー加工装置
２０１ コントローラ
２０２ 制御部
２０３ 記憶部
２０４ ステージ
２０４ｍ 移動機構
２０５ 照射光学系
２０６ 上部観察光学系
２０６ａ カメラ
２０６ｂ モニタ
２０７ 上部照明系
２０８ 下部照明系
２１６ 下部観察光学系
２１６ａ カメラ
２１６ｂ モニタ
２５２ 集光レンズ
２８２ 集光レンズ
ＣＰ デバイスチップ
ＣＲ、ＣＲ１、ＣＲ２ 亀裂
Ｄｂ ビーム径
Ｆ 反射膜
Ｆ１ 多層膜
Ｆ２ 金属膜
Ｇ 加工溝
Ｌ１ 上部照明光
Ｌ２ 下部照明光
ＬＢ レーザー光
ＬＦ 焦点
Ｍ 加工痕
ＯＦ オリフラ
Ｐ１ 加工予定面
ＰＬ 加工予定線
Ｓ１ 上部照明光源
Ｓ２ 下部照明光源
ＳＬ レーザー光源
ＳＴ ストリート
ＴＬ 溝加工ツール
ＴＬ１ 先端部
ＴＬ２ ランド
ＵＰ 単位パターン
Ｗ 基板
Ｗ１ 単結晶基板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Groove processing apparatus 101 Table 102 Chuck 104 Guide bar 104g Guide 105 Bridge 106 Head 106s Support body 107 Holder 108 Motor 200 Laser processing apparatus 201 Controller 202 Control part 203 Storage part 204 Stage 204m Moving mechanism 205 Irradiation optical system 206 Upper observation optical system 206a Camera 206b Monitor 207 Upper illumination system 208 Lower illumination system 216 Lower observation optical system 216a Camera 216b Monitor 252 Condensing lens 282 Condensing lens CP Device chip CR, CR1, CR2 Crack Db Beam diameter F Reflective film F1 Multilayer film F2 Metal film G Processing groove L1 Upper illumination light L2 Lower illumination light LB Laser light LF Focus M Processing mark OF Orientation flat P1 Planned processing plane PL Processing planned line S1 Upper illumination light Source S2 Lower illumination light source SL Laser light source ST Street TL Grooving tool TL1 Tip TL2 Land UP Unit pattern W substrate W1 Single crystal substrate
Claims (5)
前記パターン付き基板が、前記単結晶基板において前記単位デバイスパターンの形成面と反対側の主面に、相異なる２つの酸化膜を繰り返し交互に積層してなる多層膜と、金属膜とを積層してなるものであり、
先端に刃先を備えるツールの前記先端を前記多層膜と前記金属層との界面の高さに位置させた状態で、前記ツールを前記パターン付き基板に対し相対的に移動させることによって、前記パターン付き基板にあらかじめ定められた加工予定線に沿って前記金属膜のみを除去して加工溝を形成する金属膜除去工程と、
前記金属膜が除去された後の前記パターン付き基板に対し、前記加工予定線に沿って、個々の単位パルス光によって前記パターン付き基板に形成される加工痕が前記加工溝において離散的に位置するようにレーザー光を照射し、それぞれの前記加工痕から前記パターン付き基板に亀裂を伸展させる亀裂伸展加工工程と、
前記亀裂伸展加工工程を経た前記パターン付き基板を前記加工予定線に沿ってブレイクするブレイク工程と、
を備えることを特徴とするパターン付き基板の分割方法。 A method of dividing a substrate with a pattern formed by repeatedly arranging a plurality of unit device patterns on a single crystal substrate into two pieces,
The patterned substrate is formed by laminating a multilayer film in which two different oxide films are laminated alternately and a metal film on a main surface opposite to the unit device pattern forming surface in the single crystal substrate. And
By moving the tool relative to the patterned substrate in a state where the tip of the tool having a cutting edge at the tip is positioned at the height of the interface between the multilayer film and the metal layer, A metal film removing step of forming a processing groove by removing only the metal film along a predetermined processing line on the substrate;
With respect to the patterned substrate after the metal film is removed, processing traces formed on the patterned substrate by individual unit pulse lights are discretely positioned in the processing groove along the planned processing line. Irradiating the laser beam as described above, and a crack extension processing step for extending a crack from each of the processing traces to the patterned substrate;
A breaking step of breaking the patterned substrate that has undergone the crack extension processing step along the planned processing line;
A method for dividing a substrate with a pattern, comprising:
前記亀裂伸展加工工程においては、前記加工溝が形成されている箇所の直下でかつ前記単結晶基板の内部であってその厚み方向において前記多層膜との界面位置から数μｍの範囲内に、前記レーザー光の焦点を位置させる、
ことを特徴とするパターン付き基板の分割方法。 A method for dividing a patterned substrate according to claim 1,
In the crack extension process, within the range of several μm from the position of the interface with the multilayer film in the thickness direction immediately below the position where the processed groove is formed and inside the single crystal substrate. The focal point of the laser beam,
A method for dividing a patterned substrate.
前記金属膜除去工程においては、前記ツールから前記パターン付き基板に対して０．５Ｎ以上１．０Ｎ以下の荷重を与えながら前記ツールを移動させて、前記金属膜を除去する、
ことを特徴とするパターン付き基板の分割方法。 A method for dividing a substrate with a pattern according to claim 1 or 2,
In the metal film removing step, the metal film is removed by moving the tool while applying a load of 0.5 N to 1.0 N to the patterned substrate from the tool.
A method for dividing a patterned substrate.
前記ツールが、前記先端に平坦な矩形状の微小面であるランドを備え、
前記金属膜除去工程においては、前記ランドが前記ツールの最下端部となり、かつ、その長手方向が前記ツールの相対移動方向と合致するように、前記ツールを移動させる、
ことを特徴とするパターン付き基板の分割方法。 A method for dividing a substrate with a pattern according to any one of claims 1 to 3,
The tool comprises a land that is a flat rectangular micro-surface at the tip,
In the metal film removing step, the tool is moved so that the land becomes the lowermost end portion of the tool and the longitudinal direction thereof coincides with the relative movement direction of the tool.
A method for dividing a patterned substrate.
前記ランドと前記金属膜除去工程における前記ツールの前記相対移動方向前面とのなす角を取り付け角とし、前記ランドとこれに連続した前記ツールの長手方向最下端面とのなす角をランド角とするとき、
前記相対移動方向におけるランド長さが１μｍ以上１５μｍ以下であり、
前記取り付け角は５０°以上８０°であり、
ランド角は１０°以上２０°である、
ことを特徴とするパターン付き基板の分割方法。 A method for dividing a patterned substrate according to claim 4,
An angle formed between the land and the front surface of the tool in the relative movement direction in the metal film removing step is an attachment angle, and an angle formed between the land and a lowermost end surface in the longitudinal direction of the tool continuous with the land is a land angle. When
The land length in the relative movement direction is 1 μm or more and 15 μm or less,
The mounting angle is 50 ° or more and 80 °,
The land angle is 10 ° or more and 20 °,
A method for dividing a patterned substrate.
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