• 专利附录
  • 专利说明
  • 权利要求
  • 类似技术
  • 同族专利
  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:
    Ein Werkstückteilungsverfahren weist Aufbringen eines Laserstrahls von einer Flächenseite eines Werkstücks her auf, das für den Laserstrahl durchlässig ist. Der von der einen Flächenseite des Werkstücks her aufgebrachte Laserstrahl wird an der anderen Fläche des Werkstücks oder ihrer Nachbarschaft fokussiert, um eine Region zu verschlechtern bzw. zu zersetzen, die von der anderen Fläche des Werkstücks bis zu einer vorbestimmten Tiefe geht. Die Verschlechterung bzw. Zersetzung des Werkstücks besteht im wesentlichen aus Schmelzen und Wiederverfestigung.
    公开号:DE102004024643A1
    申请号:DE102004024643
    申请日:2004-05-18
    公开日:2005-02-10
    发明作者:Hitoshi Hoshino；Satoshi Kobayashi；Yusuke Nagai
    申请人:Disco Corp；
    IPC主号:B23K26-00
    专利说明:
    [0001] DieseErfindung bezieht sich auf ein Werkstückteilungsverfahren unter Verwendungeines Laserstrahls, welcher zum Teilen eines dünnen Plattenelemets, nämlich einesWafers bzw. Halbleiterscheibe geeignet ist, welches insbesondereeines der folgenden aufweist, obwohl nicht hierauf beschränkt, nämlich einSaphirsubstrat, ein Siliziumkarbidsubstrat, ein Lithiumtantalatsubstrat,ein Glassubstrat, ein Quarzsubstrat und ein Siliziumsubstrat.
    [0002] Beider Herstellung einer Halbleitervorrichtung werden, wie es wohlbekanntist, viele Halbleiterschaltungen bzw. -schaltkreise an der Fläche eines Wafersgebildet, der ein Substrat aufweist, z.B. ein Saphirsubstrat, einSiliziumkarbidsubstrat, ein Lithiumtantalatsubstrat, ein Glassubstrat,ein Quarzsubstrat oder ein Siliziumsubstrat, und sodann wird der Wafergeteilt, um individuelle bzw. einzelne Halbleiterschaltungen zubilden. Verschiedene Verfahren unter Verwendung eines Laserstrahlssind zu Teilen des Wafers vorgeschlagen worden.
    [0003] Beidem in dem U.S.-Patent Nr. 5.826.772 offenbarten Teilungsverfahrenwird ein Laserstrahl an einer Flächeeines Wafers oder an ihrer Nähebzw. Nachbarschaft fokussiert und der Laserstrahl und der Waferwerden entlang einer Teilungslinie relativ bewegt. Durch diesenVorgang wird das Material bzw. Werkstoff an der einen Flächenseitedes Wafers entlang der Teilungslinie weggeschmolzen, um eine Nut ander einen Flächedes Wafers zu bilden. Sodann wird ein Biegemoment auf den Waferaufgebracht, um den Wafer entlang der Nut zu brechen.
    [0004] DasU.S.-Patent 6.211.488 und die offengelegte Japanische PatentanmeldungNr. 2001-277163 offenbaren jeweils ein Teilungsverfahren, welches Fokussiereneines Laserstrahls an bzw. auf einen Zwischenbereich in der Dickenrichtungeines Wafers, relatives Bewegen des Laserstrahls und des Wafers entlangeiner Teilungslinie, um hierdurch eine angegriffene oder verschlechterteZone in dem Zwischenbereich in der Dickenrichtung des Wafers entlangder Teilungslinie zu erzeugen, und sodann Aufbringen einer äußeren Kraftauf den Wafer aufweist, um den Wafer entlang der verschlechtertenZone zu brechen.
    [0005] Dasin dem oben erwähntenU.S.-Patent Nr. 5.826.772 offenbarte Teilungsverfahren wirft dieProbleme bzw. Schwierigkeiten auf, dass das Material, das von dereinen Flächenseitedes Wafers weggeschmolzen ist (sogenannte Überbleibsel bzw. Trümmer), sich über dereinen Flächedes Wafers zerstreut und an dieser anhaftet, um hierdurch die resultierendenHalbleiterschaltungen zu beflecken bzw. beschmutzen; und dass esschwierig ist, die Breite der resultierenden Nut genügend kleinzu machen, was folglich eine verhältnismäßig große Breite der Teilungslinieerfordert, was notwendigerweise in einem verhältnismäßig geringen Prozentanteildes Bereichs bzw. Flächeresultiert, die fürdie Bildung der Halbleiterschaltungen brauchbar bzw. nutzbar ist.
    [0006] DieTeilungsverfahren, die in dem U.S.-Patent 6.211.488 und der offengelegtenJapanischen Patentanmeldung Nr. 2001-277163 offenbart sind, weisendie folgenden Probleme bzw. Schwierigkeiten auf: Entsprechend dendurch die Erfinder der vorliegenden Anmeldung durchgeführten Experimenten bzw.Versuchen erfordert eine Verschlechterung des Materials an dem Zwischenbereichin der Dickenrichtung des Wafers im allgemeinen, dass ein Laserstrahlmit einer Leistungs- bzw.Energiedichte nicht geringer als eine vorbestimmte Leistungs- bzw.Energiedichte zu dem Wafer gerichtet wird. Die Verschlechterungdes Materials führtzu der Bildung von Lückenbzw. Hohlräumenund Rissen. Die Risse könnensich in willkürlichenbzw. beliebigen Richtungen erstrecken. Folglich gibt es, wenn eine äußere Kraft aufden Wafer aufgebracht wird, eine Neigung für den Wafer, nicht genügend genauentlang der Teilungslinie gebrochen zu werden, mit dem Ergebnis,dass viele Frakturen bzw. Brüchean der Bruchkante auftreten könnenoder verhältnismäßig große Risseverursacht werden können.
    [0007] EineHauptaufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein neuesund verbessertes Werkstückteilungsverfahrenunter Verwendung eines Laserstrahls zu schaffen, welches ein Werkstück ausreichendpräzisebzw. genau entlang einer ausreichend engen bzw. schmalen Teilungslinieteilen kann.
    [0008] Wir,die Erfinder, führtenin die Tiefe gehende Studien bzw. Untersuchungen und Experimentebzw. Versuche durch und fanden zu unserer Überraschung die folgenden Tatsachen:Ein Laserstrahl wird von einer Flächenseite eines Werkstückes her aufgebracht,welches fürden Laserstrahl durchlässig ist,und wird an der anderen Flächedes Werkstücks oderihrer Nähebzw. Nachbarschaft fokussiert. Durch ein solches Vorgehen kann dasMaterial des Werkstücksin einer Region verschlechtert bzw. zersetzt werden, die von deranderen Flächebis zu einer vorbestimmten Tiefe geht. Darüber hinaus kann die Verschlechterungbzw. Zersetzung im wesentlichen Schmelzen und Wiedervertestigungbzw. Wiedererstarrung des Materials ohne Beseitigung bzw. Entfernungdes Materials aufweisen, wobei dementsprechend das Auftreten von Überbleibselnbzw. Trümmernim wesentlichen vermieden oder ausreichend unterdrückt wirdund das Auftreten von Lückenoder Rissen im wesentlichen vermieden oder ausreichend unterdrückt wird.Daher kann die oben erwähnte Hauptaufgabegelöstwerden.
    [0009] Entsprechendder vorliegenden Erfindung ist zum Erfüllen der oben beschriebenen,hauptsächlichentechnischen Herausforderung bzw. Aufforderung ein Werkstückteilungsverfahrenvorgesehen, welches Anwenden bzw. Aufbringen eines Laserstrahlsvon einer Flächenseiteeines Werkstücksher aufweist, das fürden Laserstrahl durchlässigist, wobei das Verfahren weiterhin Fokussieren des von der einenFlächenseitedes Werkstücksher aufgebrachten Laserstrahls an bzw. auf die andere Fläche des Werkstücks oderihre Nähebzw. Nachbarschaft aufweist, um eine Region zu verschlechtern, dievon der anderen Flächedes Werkstücksbis zu einer vorbestimmten Tiefe geht.
    [0010] Eswird fürdie Verschlechterung des Werkstücksbevorzugt, dass sie im wesentlichen Schmelzen und Wiederverfestigungbzw. -erstarrung ist. Es wird bevorzugt, dass der Laserstrahl aneiner Position +20 bis –20 μm von deranderen Flächedes Werkstücksfokussiert wird, wenn einwärtsin der Dickenrichtung gemessen. Vorzugsweise ist der Laserstrahl einPuls- bzw. Impulslaserstrahl mit einer Wellenlänge von 150 bis 1.500 nm undeine Spitzenleistungsdichte an dem fokussierten Fleck bzw. Punktbzw. Lichtpunkt, d.h. dem Brennpunkt, des Impulslaserstrahls beträgt 5,0×108 bis 2,0×1011 W/cm2. Es wird bevorzugt, dass das Werkstück an vielenPositionen verschlechtert wird, die um eine vorbestimmte Distanzbzw. Strecke entlang einer vorbestimmten Teilungslinie beabstandetsind, und die vorbestimmte Distanz ist vorzugsweise nicht größer als3 mal ein Lichtpunktdurchmesser an dem fokussierten Lichtpunkt desImpulslaserstrahls. Das Werkstückkann an vielen Positionen verschlechtert werden, die um eine vorbestimmteDistanz entlang einer vorbestimmten Teilungslinie beabstandet sind,sodann kann der fokussierte Lichtpunkt des Laserstrahls einwärts in derDickenrichtung des Werkstückesverschoben bzw. versetzt werden und das Werkstück kann erneut an vielen Positionenverschlechtert werden, die um eine vorbestimmte Distanz entlangder vorbestimmten Teilungslinien beabstandet sind, wodurch die Tiefeder verschlechterten Region vergrößert werden kann. Die vorbestimmteTiefe beträgt vorzugsweise10 bis 50% der Gesamtdicke des Werkstücks. Das Werkstück kannein Wafer bzw. Halbleiterscheibe sein, die irgendeines der folgenden,nämlichein Saphirsubstrat, ein Siliziumkarbidsubstrat, ein Lithiumtantalatsubstrat,ein Glassubstrat und ein Quarzsubstrat, aufweist.
    [0011] 1 ist eine schematischeSchnittansicht zur Veranschaulichung des Modus bzw. Art und Weisedes Anwendens bzw. Aufbringens eines Laserstrahls bei einem bzw.auf ein Werkstückbei einer bevorzugten Ausführungsformder vorliegenden Erfindung.
    [0012] 2 ist eine schematischeSchnittansicht, um in einer vergrößerten Art und Weise die Nachbarschaftbzw. Umgebung des fokussierten Punkts bzw. Lichtpunkts des Laserstrahlsin 1 zu veranschaulichen.
    [0013] 3 ist eine schematischeSchnittansicht zur Veranschaulichung des Modus nach 1 durch einen Schnitt entlang einer Teilungslinie.
    [0014] 4 ist eine zur 3 ähnliche, schematische Schnittansichtzur Veranschaulichung des Modus des Erzeugens von Verschlechterungsregionen, diein der Dickenrichtung des Werkstücksaufeinandergelegt bzw. überlagertsind.
    [0015] 5 ist eine schematischeAnsicht, die durch Skizzieren bzw. Zeichnen einer Mikrophotographiedes Bruchrandes eines Werkstücksim Beispiel 1 hergestellt ist.
    [0016] 6 ist eine schematischeAnsicht, die durch Skizzieren einer Mikrophotographie des Bruchrandeseines Werkstücksim Beispiel 2 hergestellt ist.
    [0017] 7 ist eine schematischeAnsicht, die durch Skizzieren einer Mikrophotographie des Bruchrandeseines Werkstücksim Vergleichsbeispiel 2 hergestellt ist.
    [0018] BevorzugteAusführungsformendes Werkstückteilungsverfahrensentsprechend der vorliegenden Erfindung werden nunmehr in größeren Einzelheitenunter Bezugnahme auf die beigefügtenZeichnungen beschrieben.
    [0019] 1 zeigt schematisch denModus bzw. die Art und Weise des Anwendens bzw. Aufbringens einesLaserstrahls 4 bei einem bzw. auf ein zu teilendes Werkstück 2.Das veranschaulichte Werkstück 2 istein Wafer bzw. Halbleiterscheibe, die aus einem Substrat 6 inder Form einer dünnenPlatte und vielen Flächen-bzw. Oberflächenschichten 8 besteht(zwei von diesen sind in 1 teilweiseveranschaulicht). Das Substrat 6 ist z.B. aus Saphir, Siliziumkarbid,Lithiumtantalat, Glas, Quarz oder Silizium gebildet. Die Oberflächenschichten 8 sindjeweils in der Gestalt bzw. Form rechteckförmig und sind an einer Fläche 10 desSubstrats 6 in Zeilen und Spalten gestapelt bzw. geschichtet.Strassen (d.h. Teilungslinien) 12, die in einem Gittermusterangeordnet sind, sind zwischen den Oberflächenschichten 8 definiert.
    [0020] Beidem Teilungsverfahren nach der vorliegenden Erfindung wird ein Laserstrahl 4 vonder einen Flächenseitedes Werkstücks 2 her,nämlichvon oberhalb in 1 aufgebracht.Es ist fürden Laserstrahl 4 wichtig, dazu befähigt zu sein, das zu teilendeSubstrat 6 zu durchdringen. Wenn das Substrat 6 ausSaphir, Siliziumkarbid, Lithiumtantalat, Glas oder Quarz gebildetist, ist der Laserstrahl 4 vorteilhafterweise ein Puls-bzw. Impulslaserstrahl mit einer Wellenlänge von 150 bis 1.500 nm. Insbesondereist der Laserstrahl 4 vorzugsweise ein YVO4-Impulslaserstrahloder ein YAG-Impulslaserstrahl mit einer Wellenlänge von 1.046 nm. Unter Bezugnahmeauf 2, einer vergrößerten Teilansicht,zusammen mit 1 wirderläutert,dass es bei dem Teilungsverfahren nach der vorliegenden Erfindungwichtig ist, dass der Laserstrahl 4, der von der einenFlächenseitedes Werkstücks 2 heraufgebracht wird, mittels eines (nicht gezeigten) geeigneten optischenSystems an der anderen Fläche(d.h. der unteren Flächein 1 und 2) des Werkstücks 2 oder ihrer Nachbarschaftfokussiert wird. Der fokussierte Punkt bzw. Lichtpunkt 16 desLaserstrahls 4 ist vorzugsweise an der anderen Fläche 14 desWerkstücks 2 oderinnerhalb X angeordnet, welches zwischen +20 und –20 μm, insbesonderezwischen +10 und –10 μm, von deranderen Fläche 14 liegt,wenn einwärtsin der Dickenrichtung gemessen. Bei der veranschaulichten Ausführungsformist die eine Fläche 10 desSubstrats 6, an welcher die Oberflächenschichten 8 angeordnetsind, nach oben gerichtet und der Laserstrahl 4 wird von oberhalbdes Substrats 6 aufgebracht. Wenn jedoch erwünscht, kanndie eine Fläche 10 desSubstrats 6, an welcher die Oberflächenschichten 8 angeordnet sind,nach unten gerichtet sein (d.h., die eine Fläche 10 und die andereFläche 14 können umgekehrt sein),kann der Laserstrahl 4 von oberhalb des Substrats 6 aufgebrachtwerden und der Laserstrahl 4 kann an der einen Fläche 10 oderihrer Nachbarschaft fokussiert werden.
    [0021] DieBeschreibungen der späterzu bringenden Beispiele und Vergleichsbeispiele zeigen die Durchführung desTeilungsverfahrens nach der vorliegenden Erfindung und derjenigen,die in dem vorerwähntenU.S.-Patent 6.211.488 und der oben erwähnten, offengelegten JapanischenPatentanmeldung Nr. 2001-277163 offenbart sind. Wenn der von dereinen Flächenseitedes Werkstücks 2 heraufgebrachte Laserstrahl 4 an einem Zwischenbereich in derDickenrichtung des Werkstücks 2 entsprechend denVerfahren dieser Patentdokumente fokussiert wird, wie durch diestrich-doppeltpunktierten Linien in 1 angegeben,erfolgt keine Änderungin dem Werkstück 2,wenn eine Spitzenleistungsdichte an dem fokussierten Lichtpunkt 16 desLaserstrahls 4 nicht mehr als ein vorbestimmter Wert ist.Wenn die Spitzenleistungsdichte an dem fokussierten Lichtpunkt 16 desLaserstrahls 4 den vorbestimmten Wert überschreitet, werden Lücken undRisse innerhalb des Werkstücks 2 nahezu dem fokussierten Lichtpunkt 16 des Laserstrahls 4 abruptbzw. plötzlicherzeugt. Wenn andererseits der Laserstrahl 4 an der anderenFläche 14 desWerkstücks 2 oderihrer Nachbarschaft entsprechend dem Verfahren nach der vorliegendenErfindung fokussiert wird, wie durch festausgezogene Linien in 1 angegeben, ist festgestelltworden, dass das folgende Phänomen bzw.Erscheinung stattfindet: Das Material für das Werkstück 2 wirdin einer Region geschmolzen, welche von der anderen Fläche 14 desWerkstücks 2 bis zueiner vorbestimmten Tiefe liegt, wobei die Spitzenleistungsdichtean dem fokussierten Lichtpunkt 16 des Laserstrahls 4 etwasniedriger als der obige vorbestimmte Wert ist. Bei Beendigung derAufbringung des Laserstrahls 4 wird das geschmolzene Material erneutverfestigt. In 1 und 2 ist eine Verschlechterungsregion 18,die Schmelzen und Wiederverfestigung unterworfen ist, durch vielePunkte markiert gezeigt. Bei solchem Schmelzen und solcher Wiederverfestigungkönnendie Entfernung und die Zerstreuung des Materials von dem Werkstück 2 imwesentlichen vermieden oder ausreichend unterdrückt werden und das Auftretenvon Lückenund Rissen kann im wesentlichen vermieden oder ausreichend unterdrückt werden.In der Verschlechterungsregion 18 mit einer vorbestimmtenBreite und einer begrenzten Tiefe kann das Material geschmolzenund wiederverfestigt werden. Der Grund, warum sich das Verhaltendes Materials entsprechend der Position des fokussierten Lichtpunkts 16 desLaserstrahls 4 ändert,ist nicht notwendigerweise klar bzw. deutlich, wir nehmen jedochfolgendes an: In dem Zwischenbereich in der Dickenrichtung des Werkstücks 2 isteine Zwangskraft ("constrainingforce") an Atomenverhältnismäßig groß, so dassdie Atome, welche durch Absorbieren des Laserstrahls 4,der die vorbestimmte Leistungsdichte überschreitet, erregt bzw. angeregtworden sind, ausgebrochen ("burst") sind, um Lücken oderRisse zu erzeugen. Im Gegensatz hierzu ist an der anderen Fläche 14 desWerkstücks 2 oderihrer Nachbarschaft die Zwangskraft an den den Laserstrahl 4 absorbierendenAtomen verhältnismäßig gering.Daher erfolgt, wenn die Atome den Laserstrahl 4 mit einerLeistungsdichte geringer als die vorbestimmte Leistungsdichte absorbieren,kein Ausbrechen ("burst") der Atome, sieverursachen jedoch das Schmelzen des Materials. Darüber hinausdurchdringt der Laserstrahl 4 das Innere des Werkstücks 2 undkommt an dem fokussierten Lichtpunkt 16 an. Daher wirddie Leistung des Laserstrahls 4 nicht auswärts vondem Werkstück 2 verteiltwie währenddes Fokussierens des Strahls an der einen Fläche des Werkstücks 2,sondern sie wird währendFächerung bzw.Fanning zu dem Inneren des Werkstücks 2 verteilt. Daherschreitet das Schmelzen des Materials einwärts von der anderen Fläche 14 voran.
    [0022] Folglichwird angenommen, dass Zerstreuung des geschmolzenen Materials ingenügender Weiseunterdrücktwird. Die Spitzenleistungsdichte an dem fokussierten Lichtpunkt 16 desImpulslaserstrahls 4, der an die andere Fläche 14 desWerkstücks 2 oderihre Nachbarschaft fokussiert ist, hängt von dem Material für das Werkstück 2 ab.Im allgemeinen wird bevorzugt, dass die Spitzenleistungsdichte inder Größenordnungvon 5,0×108 bis 2,0×1011 W/cm2 beträgt.
    [0023] Wennauf 3 zusammen mit 1 Bezug genommen wird, sowird erläutert,dass bei der bevorzugten Ausführungsformder vorliegenden Erfindung der von der einen Flächenseite des Werkstücks 2 heraufgebrachte Laserstrahl 4 an der anderen Fläche 14 oderderen Nachbarschaft fokussiert wird. Unter dieser Bedingung werdendas Werkstück 2 und derLaserstrahl 4 entlang der Teilungslinie 12 relativ bewegt,wodurch die Verschlechterungsregion 18, welche im wesentlichenSchmelzen und Wiederverfestigung unterworfen worden ist, in bzw.an dem Werkstück 2 anvielen Positionen erzeugt wird, die um eine vorbestimmte Distanzentlang der Teilungslinie 12 beabstandet sind. Die relativeBewegungsgeschwindigkeit des Werkstücks 2 und des Laserstrahls 4 wirdvorzugsweise so eingestellt, dass die vorbestimmte Distanz nichtmehr als 3 mal der Lichtpunktdurchmesser des fokussierten Lichtpunkts 16 des Laserstrahls 4 beträgt. Wiein 3 gezeigt, wird daherdie Verschlechterungsregion 18 mit einer vorbestimmtenTiefe D von der anderen Fläche 14 ander anderen Flächenseitedes Werkstücks 2 aneinigen Intervallen bzw. Abständenoder im wesentlichen kontinuierlich entlang der Teilungslinie 12 erzeugt. DieVerschlechterungsregion 18 ist in der Festigkeit im Vergleichmit den anderen Bereichen örtlichvermindert. Folglich wird die Verschlechterungsregion 18 aneinigen Intervallen oder im wesentlichen kontinuierlich entlangder gesamten Längeder Teilungslinie 12 erzeugt und sodann werden z.B. imBeispiel 1 beide Seiten der Teilungslinie 12 aufwärts oderabwärtsgedrängt,um ein Biegemoment auf das Werkstück 2 um die Teilungslinie 12 herumaufzubringen. Durch dieses Verfahren kann das Werkstück 2 entlangder Teilungslinie 12 ausreichend genau gebrochen werden.Zur Erleichterung des Brechens des Werkstücks 2 beträgt die TiefeD der Verschlechterungsregion 18 vorzugsweise etwa 10 bis50% der Gesamtdicke T an der Teilungslinie 12 des Werkstücks 2.
    [0024] Umdie Verschlechterungsregion 18 mit der erforderlichen TiefeD zu erzeugen, kann, wenn erwünscht,der Laserstrahl 4 eine Vielzahl von Malen bzw. vielmalsaufgebracht werden, wobei die Position des fokussierten Lichtpunkts 16 desLaserstrahls 4 verschoben bzw. versetzt wird. 4 zeigt diesen Modus einerLaserstrahlaufbringung an verschobenen Positionen, welcher in derfolgenden Art und Weise ausgeführtwird: Anfänglichwird der Laserstrahl 4 relativ zu dem Werkstück 2 rechtswärts bewegt,wobei der fokussierte Lichtpunkt 16 des Laserstrahls 4 ander anderen Fläche 14 desWerkstücks 2 oderihrer Nachbarschaft angeordnet ist, wodurch eine Verschlechterungsregion 18-1 miteiner Tiefe D1 entlang der Teilungslinie 12 erzeugt wird.Sodann wird der Laserstrahl 4 relativ zu dem Werkstück 2 linkswärts bewegt,wobei der fokussierte Lichtpunkt 16 des Laserstrahls 4 etwaseinwärts(d.h., aufwärts in 4) in der Dickenrichtungdes Werkstücks 2 verschobenwird, wodurch eine Verschlechterungsregion 18-2 mit einerTiefe D2 an der Oberseite der Verschlechterungsregion 18-1 erzeugtwird. Weiterhin wird der Laserstrahl 4 relativ zu dem Werkstück 2 rechtswärts bewegt,wobei der fokussierte Lichtpunkt 16 des Laserstrahls 4 etwaseinwärts(d.h., aufwärts in 4) in der Dickenrichtungdes Werkstücks 2 verschobenwird, wodurch eine Verschlechterungsregion 18-3 mit einerTiefe D3 an der Oberseite der Verschlechterungsregion 18-2 erzeugtwird.
    [0025] Alsnächsteswerden die Beispiele und die Vergleichsbeispiele nach der vorliegendenErfindung beschrieben.
    [0026] Eswurde ein Saphirsubstrat mit einem Durchmesser von 2 Inch (5,08cm) und einer Dicke von 100 μmals ein Werkstückverwendet. In Übereinstimmungmit dem in den 1 bis 3 veranschaulichten Moduswurde ein Laserstrahl von einer Flächenseite des Werkstücks her,d.h. von oben, aufgebracht, um eine Verschlechterungsregion entlangeiner vorbestimmten Teilungslinie zu erzeugen. Die Aufbringung desLaserstrahls wurde unter den folgenden Bedingungen ausgeführt, wobeider fokussierte Lichtpunkt, d.h. der Brennpunkt, des Laserstrahlsan der anderen Fläche,d.h. der unteren Fläche,des Werkstücksangeordnet ist:
    [0027] Sodannwurde das Werkstückmanuell ergriffen und es wurde ein Biegemoment hierauf um die Teilungslinieherum aufgebracht, um das Werkstück entlangder Teilungslinie zu brechen. Das Brechen wurde ausreichend genauentlang der Teilungslinie ausgeführtund es war kein markierter bzw. deutlicher Bruch bzw. Bruchstelleoder dergleichen an der Bruchkante vorhanden. 5 ist eine Skizze einer Mikrofotografie(Vergrößerung x200)der Bruchkante des Werkstücks.Wie sich aus 5 ergibt,wurde eine Verschlechterungsregion 18 mit einer Tiefe von 10bis 20 μman der anderen Flächenseitedes Werkstückserzeugt. Eine derartige Verschlechterungsregion war im wesentlichenfrei von Lückenoder Rissen.
    [0028] DerLaserstrahl wurde auf die gleiche Art und Weise wie im Beispiel1 aufgebracht, ausgenommen, dass nach jeder Bewegung des Laserstrahlsrelativ zu dem Werkstückentlang der Teilungslinie die Position des fokussierten Lichtpunktsdes Laserstrahls aufwärtsum 10 μmverschoben wurde und in diesem Zustand der Laserstrahl relativ zudem Werkstück zweimalhin- und herbewegt wurde (dementsprechend 4 mal bewegt wurde).
    [0029] Sodannwurde das Werkstückmanuell ergriffen und es wurde ein Biegemoment hierauf um die Teilungslinieherum aufgebracht, um das Werkstück entlangder Teilungslinie zu brechen. Das Brechen wurde ausreichend genauentlang der Teilungslinie ausgeführtund es war kein markierter bzw. deutlicher Bruch bzw. Bruchstelleoder dergleichen an der Bruchkante vorhanden. 6 ist eine Skizze einer Mikrofotografie(Vergrößerung x200)der Bruchkante des Werkstücks.Wie sich aus 6 ergibt,wurde eine Verschlechterungsregion 18 mit einer Tiefe von 40bis 50 μman der anderen Flächenseitedes Werkstückserzeugt. Eine derartige Verschlechterungsregion war im wesentlichenvon Lückenoder Rissen frei.
    [0030] Für Vergleichszweckewurde der Laserstrahl auf dieselbe Art und Weise wie im Beispiel1 aufgebracht, ausgenommen, dass der fokussierte Lichtpunkt desLaserstrahls an einem Zwischenbereich in der Dickenrichtung desWerkstücksangeordnet wurde. Das Werkstückwurde nach Aufbringung des Laserstrahls beobachtet, jedoch wurdedie Erzeugung einer Verschlechterungsregion nicht bemerkt.
    [0031] DerLaserstrahl wurde auf dieselbe Art und Weise wie im Vergleichsbeispiel1 aufgebracht, ausgenommen, dass die Spitzenleistungsdichte desfokussierten Lichtpunkts des Laserstrahls auf 2,5×1011 W/cm2 erhöht wurde.
    [0032] Sodannwurde das Werkstückmanuell ergriffen und es wurde ein Biegemoment hierauf um die Teilungslinieherum aufgebracht, um das Werkstück entlangder Teilungslinie zu brechen. Es misslang, das Brechen ausreichendgenau entlang der Teilungslinie auszuführen und es waren viele Brüche bzw.Bruchstellen und verhältnismäßig große Risse ander Bruchkante vorhanden. 7 isteine Skizze einer Mikrofotografie (Vergrößerung x200) der Bruchkantedes Werkstücks.Wie sich aus 7 ergibt, enthielteine Verschlechterungsregion, die in dem Zwischenbereich in derDickenrichtung des Werkstückserzeugt wurde, viele Lücken 20 undRisse 22. Es wurde festgestellt, das sich die Risse inverschiedenen Richtungen erstrecken.
    权利要求:
    Claims (10)
    [1] Werkstückteilungsverfahren,welches ein Anwenden bzw. Aufbringen eines Laserstrahls von einerFlächenseiteeines Werkstücksher, das fürden Laserstrahl durchlässigist, aufweist, wobei das Verfahren weiterhin Fokussieren des vonder einen Flächenseitedes Werkstücksher aufgebrachten Laserstrahls an bzw. auf die andere Fläche desWerkstücksoder eine Nähebzw. Nachbarschaft von dieser aufweist, um eine Region zu verschlechternbzw. zu zersetzen, die von der anderen Fläche des Werkstücks biszu einer vorbestimmten Tiefe geht.
    [2] Werkstückteilungsverfahrennach Anspruch 1, bei dem die Verschlechterung bzw. die Zersetzung desWerkstücksim wesentlichen Schmelzen und Wiederverfestigung bzw. -erstarrungist.
    [3] Werkstückteilungsverfahrennach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Laserstrahl an einer Position+20 bis –20 μm von deranderen Flächedes Werkstücks fokussiertwird, wenn einwärtsin einer Dickenrichtung gemessen.
    [4] Werkstückteilungsverfahrennach einem der Ansprüche1 bis 3, bei dem der Laserstrahl ein Puls- bzw. Impulslaserstrahlmit einer Wellenlängevon 150 bis 1.500 nm ist.
    [5] Werkstückteilungsverfahrennach einem der Ansprüche1 bis 4, bei dem eine Spitzenleistungsdichte an einem fokussiertenPunkt bzw. Lichtpunkt des Impulslaserstrahls 5,0×108 bis2,0×1011 W/cm2 ist.
    [6] Werkstückteilungsverfahrennach einem der Ansprüche1 bis 5, bei dem das Werkstückan vielen Positionen verschlechtert wird, die um eine vorbestimmteDistanz bzw. Strecke entlang einer vorbestimmten Teilungslinie beabstandetsind.
    [7] Werkstückteilungsverfahrennach Anspruch 6, bei dem die vorbestimmte Distanz nicht größer als3 mal ein Lichtpunktdurchmesser an dem fokussierten Lichtpunkt desImpulslaserstrahls ist.
    [8] Werkstückteilungsverfahrennach einem der Ansprüche1 bis 7, weiterhin aufweisend: Verschlechtern des Werkstücks an vielenPositionen, die um eine vorbestimmte Distanz entlang einer vorbestimmtenTeilungslinie beabstandet sind; sodann Verschieben bzw. Versetzeneines fokussierten Lichtpunkts des Laserstrahls einwärts in einerDickenrichtung des Werkstücks;und Verschlechtern des Werkstücks erneut an vielen Positionen,die um eine vorbestimmte Distanz entlang der vorbestimmten Teilungsliniebeabstandet sind, um hierdurch eine Tiefe der verschlechterten Region zuerhöhen.
    [9] Werkstückteilungsverfahrennach einem der Ansprüche1 bis 8, bei dem die vorbestimmte Tiefe 10 bis 50% einerGesamtdicke des Werkstücksist.
    [10] Werkstückteilungsverfahrennach einem der Ansprüche1 bis 9, bei dem das Werkstückein Wafer bzw. Halbleiterscheibe ist, welche irgendeines der folgenden,nämlichein Saphirsubstrat, ein Siliziumkarbidsubstrat, ein Lithiumtantalatsubstrat,ein Glassubstrat und ein Quarzsubstrat, aufweist.
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
    JP6646609B2|2020-02-14|レーザーフィラメント形成による材料加工方法
    EP3292941B1|2020-10-21|Verfahren zum nichtablativen und/oder photoakustischen kompressionsbearbeiten eines transparenten ziels
    US10297503B2|2019-05-21|Laser lift off systems and methods
    US10315403B2|2019-06-11|Method for cutting object to be processed
    KR101839505B1|2018-03-16|버스트 초고속 레이저 펄스들의 필라멘테이션에 의한 실리콘의 레이저 가공을 위한 방법 및 장치
    TWI656936B|2019-04-21|雷射切割材料的方法以及包括藍寶石的物品
    US20190160598A1|2019-05-30|Method of Separating Surface Layer of Semiconductor Crystal Using a Laser Beam Perpendicular to the Separating Plane
    US10010971B1|2018-07-03|Method and apparatus for performing laser curved filamentation within transparent materials
    EP3246296B1|2020-05-13|Geschichtetes material
    KR101903807B1|2018-10-02|레이저 가공 방법
    JP6734202B2|2020-08-05|脆性材料をスクライブして化学エッチングする方法およびシステム
    JP5554378B2|2014-07-23|レーザ加工装置
    JP5822873B2|2015-11-25|レーザ加工方法及び切断方法並びに多層基板を有する構造体の分割方法
    US8143141B2|2012-03-27|Laser beam machining method and semiconductor chip
    EP1632997B1|2007-05-16|Methode zur Trennung von Substraten
    US8946055B2|2015-02-03|Laser processing method for cutting substrate and laminate part bonded to the substrate
    EP3206829B1|2019-01-09|Laserbearbeitungsverfahren zum spalten oder schneiden von substraten durch bildung "zackenartig" geformter schadensstrukturen
    TWI344403B|2011-07-01|Method for laser and the object to be worked
    EP1811550B1|2015-01-07|Laserbearbeitungsverfahren
    US8338271B2|2012-12-25|Laser processing method and chip
    TWI387503B|2013-03-01|Plate cutting method and laser processing device
    TWI466184B|2014-12-21|Laser processing method
    KR101548397B1|2015-08-28|가공대상물 절단방법
    TWI428970B|2014-03-01|超短雷射脈衝之晶圓刻劃方法
    EP2258512B1|2012-08-22|Verfahren und Vorrichtung zur Teilen eines Substrates mithilfe eines Lasers, derin dem Substrat fokussiert ist, so dass eine schwache Schneidelinie erzeugt wird
    同族专利:
    公开号 | 公开日
    DE102004024643B4|2011-07-28|
    CN100513110C|2009-07-15|
    US20080128953A1|2008-06-05|
    US20040232124A1|2004-11-25|
    SG119217A1|2006-02-28|
    CN1572452A|2005-02-02|
    JP2004343008A|2004-12-02|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2010-05-06| 8110| Request for examination paragraph 44|
    2011-03-11| R018| Grant decision by examination section/examining division|
    2012-02-02| R020| Patent grant now final|Effective date: 20111029 |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    [返回顶部]