(57)【要約】【課題】  被加工物を個々のチップに分割するのと同時に外周側面の少なくとも一部に傾斜面を有するチップを形成可能なチップ形成方法を提供することである。【解決手段】  被加工物を分割して外周側面の少なくとも一部に傾斜面を有する複数のチップを形成するチップ形成方法であって、被加工物に該チップの該傾斜面に対応した複数の傾斜面を設定する傾斜面設定ステップと、被加工物に対して透過性を有する波長のレーザビームの集光点を被加工物内部に位置付けた状態で該レーザビームを照射しつつ、被加工物と該レーザビームとを相対移動させて該傾斜面に沿って互いに離間した複数の改質層を形成する改質層形成ステップと、該改質層形成ステップを実施した後、被加工物に外力を付与して該改質層を起点に該傾斜面に沿って被加工物を分割して複数のチップを形成する分割ステップとを具備したことを特徴とする【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物を分割して外周側面の少なくとも一部に傾斜面を有する複数のチップを形成するチップ形成方法であって、
被加工物に該チップの該傾斜面に対応した複数の傾斜面を設定する傾斜面設定ステップと、
被加工物に対して透過性を有する波長のレーザビームの集光点を被加工物内部に位置付けた状態で該レーザビームを照射しつつ、被加工物と該レーザビームとを相対移動させて該傾斜面に沿って改質層を形成する改質層形成ステップと、
該改質層形成ステップを実施した後、被加工物に外力を付与して該改質層を起点に該傾斜面に沿って被加工物を分割して複数のチップを形成する分割ステップとを具備し、
該改質層形成ステップは、
該レーザビームの集光点を被加工物の表面から第１の深さの該傾斜面上に位置付けて該レーザビームを照射しつつ、被加工物と該レーザビームとを相対移動させて該傾斜面に沿った第１の改質層を形成する第１ステップと、
該レーザビームの集光点を被加工物の表面から該第１の深さとは異なる第２の深さの該傾斜面上に位置付けて該レーザビームを照射しつつ、被加工物と該レーザビームとを相対移動させて該傾斜面に沿った第２の改質層を形成する第２ステップとを少なくとも含み、
該分割ステップでは、被加工物に外力を付与して該第１の改質層と該第２の改質層を起点に被加工物を分割することで外周側面の少なくとも一部に傾斜面を有するチップを複数形成することを特徴とするチップ形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加工物を分割して外周側面の少なくとも一部に傾斜面を有する複数のチップを形成するチップ形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体チップや光デバイスチップ等では、チップの表面に対して垂直な側面を有するチップ形状が一般的である。このようなチップは半導体ウエーハ又は光デバイスウエーハを切削装置やレーザ加工装置で分割予定ラインに沿って切断することにより形成される。
【０００３】
ところが、レーザ用やカメラ用レンズ等の各種光学部品においては、チップの外周側面の少なくとも一部に傾斜面を有する光学部品が使用されている。従来は、チップの外周側面に傾斜面を形成するには、被加工物を分割して複数のチップを形成した後、例えば特開２００３−１２４１５５号公報に開示されるように、チャックテーブルに保持された被加工物に対して傾斜した切削ユニットを有する切削装置を用いて、個々のチップの外周側面を切削して傾斜面を形成していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１２４１５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、被加工物を分割して複数のチップを形成した後、個々のチップに対して切削装置を用いてチップの外周側面に傾斜面を形成するのは、工程が煩雑で非常に効率が悪いという問題がある。
【０００６】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、被加工物を個々のチップに分割するのと同時に外周側面の少なくとも一部に傾斜面を有するチップを形成可能なチップ形成方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によると、被加工物を分割して外周側面の少なくとも一部に傾斜面を有する複数のチップを形成するチップ形成方法であって、被加工物に該チップの該傾斜面に対応した複数の傾斜面を設定する傾斜面設定ステップと、被加工物に対して透過性を有する波長のレーザビームの集光点を被加工物内部に位置付けた状態で該レーザビームを照射しつつ、被加工物と該レーザビームとを相対移動させて該傾斜面に沿って改質層を形成する改質層形成ステップと、該改質層形成ステップを実施した後、被加工物に外力を付与して該改質層を起点に該傾斜面に沿って被加工物を分割して複数のチップを形成する分割ステップとを具備し、該改質層形成ステップは、該レーザビームの集光点を被加工物の表面から第１の深さの該傾斜面上に位置付けて該レーザビームを照射しつつ、被加工物と該レーザビームとを相対移動させて該傾斜面に沿った第１の改質層を形成する第１ステップと、該レーザビームの集光点を被加工物の表面から該第１の深さとは異なる第２の深さの該傾斜面上に位置付けて該レーザビームを照射しつつ、被加工物と該レーザビームとを相対移動させて該傾斜面に沿った第２の改質層を形成する第２ステップとを少なくとも含み、該分割ステップでは、被加工物に外力を付与して該第１の改質層と該第２の改質層を起点に被加工物を分割することで外周側面の少なくとも一部に傾斜面を有するチップを複数形成することを特徴とするチップ形成方法が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のチップ形成方法では、被加工物に設定した傾斜面に複数の改質層を形成した後、被加工物に外力を付与して複数の改質層を起点に被加工物を分割するので、被加工物を個々のチップに分割するのと同時に外周側面の少なくとも一部に傾斜面を有する複数のチップを効率的に容易に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】ガラス基板に傾斜面を設定する様子を説明するガラス基板の一部斜視図である。
【図２】レーザビームの照射によりガラス基板に改質層を形成する様子を説明するレーザ加工装置の要部斜視図である。
【図３】レーザビーム照射ユニットのブロック図である。
【図４】傾斜面に沿って３本の改質層が形成されたガラス基板の一部斜視図である。
【図５】ガラス基板分割ステップを示す分割装置の縦断面図である。
【図６】本発明実施形態により形成されたチップの縦断面図である。
【図７】本発明のチップ形成方法により形成可能な各種チップの縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１を参照すると、本発明のチップ形成方法で加工するのに適したガラス基板１１の一部破断斜視図が示されている。ガラス基板１１は表面１１ａと裏面１１ｂとを有しており、本発明のチップ形成方法では、ガラス基板１１の裏面１１ｂを図２に示す粘着テープＴに貼着し、粘着テープＴの外周部を環状フレームＦに貼着する。
【００１１】
そして、図２に示すように、レーザ加工装置８のチャックテーブル１０で粘着テープＴを介してガラス基板１１を吸引保持する。レーザ加工装置８は、チャックテーブル１０に保持されたガラス基板１１に対してレーザビームを照射するレーザビーム照射ユニット１２と、チャックテーブル１０に保持されたガラス基板１１を撮像する顕微鏡及びＣＣＤカメラ等を含む撮像ユニット１４を具備している。
【００１２】
チャックテーブル１０は、粘着テープＴを介してガラス基板１１を吸引保持するように構成されており、図示しない移動機構により矢印Ｘで示す加工送り方向及び矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動される。
【００１３】
レーザビーム照射ユニット１２は、実質上水平に配置された円筒形状のケーシング１２内に収容された図３のブロック図に示すレーザビーム発生ユニット１８と、ケーシング１６の先端に取り付けられた集光器２０とから構成される。
【００１４】
レーザビーム発生ユニット１８は、ＹＡＧレーザ発振器或いはＹＶＯ４レーザ発振器等のレーザ発振器２２と、繰り返し周波数設定手段２４と、パルス幅調整手段２６と、パワー調整手段２８とを含んでいる。
【００１５】
レーザビーム発生ユニット１８のパワー調整手段２８により所定パワーに調整されたパルスレーザビームは、ケーシング１６の先端に取り付けられた集光器２０のミラー３０で反射され、更に集光用対物レンズ３２によって集光されてチャックテーブル１０に保持されているガラス基板１１に照射される。
【００１６】
本発明実施形態のチップ形成方法では、まず被加工物であるガラス基板１１に形成すべきチップの傾斜面に対応した複数の傾斜面を設定する傾斜面設定ステップを実施する。
【００１７】
この傾斜面設定ステップでは、チャックテーブル１０に保持されたガラス基板１１を撮像ユニット１４で撮像して、第１の方向（Ｘ軸方向）に伸長する複数の表面側第１分割予定ライン１３ａと、各表面側第１分割予定ライン１３ａからＹ軸方向に所定距離離れた複数の裏面側第１分割予定ライン１３ｂを設定する。
【００１８】
ガラス基板１１の厚さは予め判明しているため、表面側第１分割予定ライン１３ａ及び裏面側第１分割予定ライン１３ｂを含む所定角度傾斜した傾斜面１５が設定される。表面側第１分割予定ライン１３ａ及び裏面側第１分割予定ライン１３ｂのｙ座標値及び傾斜面１５の傾斜角度をレーザ加工装置８のコントローラのメモリに格納する。次いで、チャックテーブル１０を９０度回転して、所定距離離間した複数の第２分割予定ライン１７を設定し、第２分割予定ライン１７のｙ座標値をメモリに格納する。
【００１９】
分割予定ラインの設定及び傾斜面の設定が終了したならば、チャックテーブル１０をレーザビームを照射するレーザビーム照射ユニット１２の集光器２０が位置するレーザビーム照射領域に移動する。
【００２０】
そして、ガラス基板１１に対して透過性を有する波長のレーザビームの集光点を集光器２０でガラス基板１１の表面１１ａから第１の深さの傾斜面１５上に位置付けてレーザビームを照射しつつ、チャックテーブル１０を所定の加工送り速度でＸ軸方向に移動することにより、図４に示すように、傾斜面１５上に第１改質層２１ａを形成する。
【００２１】
次いで、レーザビームの集光点をガラス基板１１の表面１１ａから第１の深さとは異なる第２の深さの傾斜面１５上に位置付けてレーザビームを照射しつつ、チャックテーブル１０を所定の加工送り速度でＸ軸方向に移動することにより、傾斜面１５上に第２改質層２１ｂを形成する。
【００２２】
更に、レーザビームの集光点をガラス基板１１の表面１１ａから第２の深さとは異なる第３の深さの傾斜面１５上に位置付けてレーザビームを照射しつつ、チャックテーブル１０を所定の加工送り速度でＸ軸方向に移動して、傾斜面１５上に第３改質層２１ｃを形成する。
【００２３】
改質層２１ａ〜２１ｃは、密度、屈折率、機械的強度やその他の物理的特性が周囲とは異なる状態になった領域をいう。これらの改質層２１ａ〜２１ｃは、溶融再硬化層として形成される。
【００２４】
この改質層形成ステップにおける加工条件は、例えば次のように設定されている。
【００２５】
光源                    ：ＬＤ励起Ｑスイッチ  Ｎｄ：ＹＶＯ４パルスレーザ
波長                    ：１０６４ｎｍ
繰り返し周波数          ：１００ｋＨｚ
パルス出力              ：１０μＪ
集光スポット径          ：φ１μｍ
加工送り速度            ：１００ｍｍ／秒
【００２６】
この傾斜面１５上への改質層形成ステップを全ての傾斜面１５上に実施した後、チャックテーブル１０を９０度回転してから、レーザビームの集光点をガラス基板１１の内部に位置付けた状態で第２分割予定ライン１７に沿ってレーザビームを照射しつつ、チャックテーブル１０を所定の加工送り速度でＸ軸方向に移動させて、第２分割予定ライン１７に沿ったガラス基板１１の内部に改質層を形成する。
【００２７】
この第２分割予定ライン１７に沿った改質層の形成は単層でもよいが、深さを替えて複数層形成するのが好ましい。また、上述した実施形態では、傾斜面１５に沿って第１乃至第３改質層２１ａ〜２１ｃを形成しているが、斜面１５上への改質層の形成は三層に限定されるものではなく、所定距離離間して二層以上形成すればよい。複数層形成する場合には、好ましくは、レーザ入射面から最も離れた改質層から順に形成する。これにより、レーザビームが既に形成された改質層によって乱れることがない。
【００２８】
改質層形成ステップ実施後、図５に示すような分割装置４０によりガラス基板１１を分割して複数のチップ２３を形成する分割ステップを実施する。図５（Ａ）において、分割装置４０は環状フレームＦを保持するフレーム保持ユニット４２と、フレーム保持ユニット４２に保持された環状フレームＦに装着された粘着テープＴを拡張する拡張ドラム４４を具備している。
【００２９】
フレーム保持ユニット４０は、環状のフレーム保持部材４６と、フレーム保持部材４６の外周に配設された固定手段としての複数のクランプ４８から構成される。フレーム保持部材４６の上面は環状フレームＦを載置する載置面４６ａを形成しており、この載置面４６ａ上に環状フレームＦが載置される。
【００３０】
フレーム保持ユニット４２は、エアシリンダ５２から構成された駆動手段５０により、環状のフレーム保持部材４６をその載置面４６ａが拡張ドラム４４の上端と略同一高さとなる基準位置と、拡張ドラム４４の上端より所定量下方の拡張位置の間を上下方向に移動する。エアシリンダ５２のピストンロッド５４がフレーム保持部材４６の下面に連結されている。
【００３１】
分割ステップでは、図５（Ａ）に示すように、ガラス基板１１を粘着テープＴを介して支持した環状フレームＦを、フレーム保持部材４６の載置面４６ａ上に載置し、クランプ４８によってフレーム保持部材４６を固定する。このとき、フレーム保持部材４６はその載置面４６ａが拡張ドラム４４の上端と略同一高さとなる基準位置に位置付けられる。
【００３２】
次いで、エアシリンダ５２を駆動してフレーム保持部材４６を図５（Ｂ）に示す拡張位置に下降する。これにより、フレーム保持部材４６の載置面４６ａ上に固定されている環状フレームＦも下降するため、環状フレームＦに装着された粘着テープＴは拡張ドラム４４の上端縁に当接して主に半径方向に拡張される。
【００３３】
その結果、粘着テープＴに貼着されているガラス基板１１には放射状に引張力が作用する。このようにガラス基板１１に放射状に引張力が作用すると、傾斜面１５に形成された改質層２１ａ〜２１ｃ及び第２分割予定ライン１７に沿ってガラス基板内部に形成された改質層は強度が低下されているので、改質層２１ａ〜２１ｃが分割起点となってガラス基板１１は改質層２１ａ〜２１ｃに沿って破断され、外周側面に傾斜面１５を有する図６に示すようなチップ２３に分割される。
【００３４】
本発明のチップ形成方法では、図６に示したような側面に傾斜面１５を有する縦断面が平行四辺形のチップ２３のみならず、例えば、図７（Ａ）〜図７（Ｃ）に示すような、外周側面の少なくとも一部に傾斜面を有するチップ２３Ａ〜２３Ｃを形成することができる。
【００３５】
上述した実施形態では本発明のチップ形成方法をガラス基板１１に適用した例について説明したが、被加工物はガラス基板に限定されるものではなく、表面にデバイスを有する半導体ウエーハ、光デバイスウエーハ等にも同様に適用することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１０    チャックテーブル
１１    ガラス基板
１２    レーザビーム照射ユニット
１３ａ    表面側第１分割予定ライン
１３ｂ    裏面側第１分割予定ライン
１４    撮像ユニット
１５    傾斜面
１７    第２分割予定ライン
１８    レーザビーム発生ユニット
２０    集光器
４０    分割装置
４２    フレーム保持ユニット
４４    拡張ドラム
５２    エアシリンダ
Ｔ    粘着テープ
Ｆ    環状フレーム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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