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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Laserbearbeitungsverfahren für Galliumarsenid-Wafer,
bei welchem ein Laserstrahl auf einen Wafer aus Galliumarsenid (GaAs)
entlang zur Unterteilung vorgesehener Linien aufgestrahlt wird,
die auf dem Wafer aus Galliumarsenid (GaAs) vorgesehen sind, wodurch der
Wafer aus Galliumarsenid (GaAs) entlang den zur Unterteilung vorgesehenen
Linien abgeschnitten wird.
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Wie
Fachleuten auf diesem Gebiet bekannt ist, wird bei Prozessen zur
Herstellung eines Halbleiterbauelements ein Haibleiterwafer ausgebildet,
bei welchem mehrere Bauelemente wie beispielsweise ICs oder LSIs
matrixförmig
auf einer Oberfläche
eines Siliziumsubstrats angeordnet sind. Der so ausgebildete Halbleiterwafer
wird entlang zur Unterteilung vorgesehenen Linien unterteilt, die
als "Gassen" bezeichnet werden,
und wird entlang den Gassen abgeschnitten, wodurch einzelne Halbleiterchips
hergestellt werden. Weiterhin wird ein Wafer aus Galliumarsenid
(GaAs), der ein Substrat aus Galliumarsenid (GaAs) auf einer Oberfläche aufweist,
in die Praxis umgesetzt, aus welchem Hochleistungs-Bauelemente wie
beispielsweise Hybrid-ICs oder Hochgeschwindigkeits-ICs ausgebildet
werden. In Bezug auf das Verfahren zum Schneiden eines Halbleiterwafers,
der ein Siliziumwafer ist, oder ein Wafer aus Galliumarsenid (GaAs),
entlang Gassen, wird die folgende Vorgehensweise vorgeschlagen.
Ein gepulster Laserstrahl wird hierbei auf einen Wafer entlang Gassen
aufgestrahlt, die auf dem Wafer vorgesehen sind, damit bei dem Wafer
eine Ablationsbearbeitung durchgeführt wird, wodurch mittels Laser
bearbeitete Gräben
in dem Wafer ausgebildet werden. Diese Vorgehensweise ist beispielsweise
in der
japanischen offen gelegten
Patentanmeldung Nr. Hei 10-305420 beschrieben.
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Wenn
der Laserstrahl auf den Wafer entlang den Gassen aufgestrahlt wird,
die auf dem Wafer vorgesehen sind, um die Ablationsbearbeitung durchzuführen, wird
ein neues Problem hervorgerufen, nämlich dass sich Wärmeenergie
in einem Bereich konzentriert, auf welchen der Laserstrahl aufgestrahlt wird,
wodurch Abfälle
erzeugt werden, und die Abfälle
an Oberflächen
von Bauelementen anhaften, so dass sich die Qualität der jeweiligen
Chips verringert. Um ein derartiges Problem zu lösen, das infolge des Anhaftens
von Abfällen
auftritt, wurde ein Laserbearbeitungsverfahren vorgeschlagen, bei
welchem eine Oberfläche
eines Wafers, die bearbeitet werden soll, mit einem Abfall-Abschirmfilm
beschichtet wird, der aus einem flüssigen Harz wie beispielsweise
Polyvinylalkohol besteht, wobei dann ein Laserstrahl auf den Wafer
durch den Abfallabschirmfilm aufgestrahlt wird. Dieses Laserbearbeitungsverfahren
wird beispielsweise in dem
japanischen
offen gelegten Patent Nr. 2004-188475 beschrieben.
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Wenn
der Wafer aus Galliumarsenid (GaAs) durch das voranstehend geschilderte
Laserbearbeitungsverfahren geschnitten wird, tritt jedoch das Problem
auf, dass die seitliche Bruchfestigkeit jedes der einzelnen Chips verringert
wird, die aufgrund der Unterteilung erhalten werden. Als Ergebnis
von Versuchen, die von dem Erfinder der vorliegenden Erfindung durchgeführt wurden,
wird dann, wenn der Siliziumwafer durch Einsatz des voranstehend
geschilderten Laserbearbeitungsverfahrens geschnitten wird, die
seitliche Bruchfestigkeit jedes der Chips verringert, wenn die Abfälle an einer
Schneidoberfläche jedes
der Chips anhaften, die durch die Unterteilung erhalten werden.
Allerdings wird deutlich, dass dann, wenn der Wafer aus Galliumarsenid
(GaAs) unter Verwendung des voranstehend geschilderten Laserbearbeitungsverfahrens
geschnitten wird, die seitliche Bruchfestigkeit in dem Fall zunimmt,
bei welchem Abfälle
auf der Schneidoberfläche
jedes der Chips anhaften, die durch die Unterteilung erhalten werden,
im Vergleich zu jenem Fall, bei welchem keine Abfälle dort
anhaften.
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Daher
besteht ein Ziel der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung
eines Laserbearbeitungsverfahrens für einen Galliumarsenid-Wafer,
bei welchem Abfälle,
die durch Aufstrahlung eines Laserstrahls auf einen Wafer aus Galliumarsenid
(GaAs) hervorgerufen werden, an einer Schneidoberfläche festgehalten
werden können,
wenn der Laserstrahl auf den Wafer aus Galliumarsenid (GaAs) entlang Gassen
aufgestrahlt wird, die auf der Oberfläche des Wafers aus Galliumarsenid
(GaAs) vorgesehen sind, um die Ablationsbearbeitung durchzuführen, um
hierdurch den Wafer aus Galliumarsenid (GaAs) entlang den Gassen
zu schneiden.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Laserbearbeitungsverfahren
für einen
Galliumarsenid-Wafer zur Verfügung
gestellt, bei welchem ein Laserstrahl entlang Gassen des Galliumarsenid-Wafers
abgestrahlt wird, auf welchem Bauelemente ausgebildet werden, in
mehreren Bereichen, die durch Unterteilung der Gassen erhalten werden,
die im Gitter auf einer Oberfläche
des Galliumarsenid-Substrats
vorgesehen sind, wodurch der Galliumarsenid-Wafer entlang den Gassen
abgeschnitten wird, und das Verfahren umfasst: einen Waferhalterungsschritt
zum Anhaftenlassen einer rückwärtigen Oberfläche des
Galliumarsenid-Substrats auf einem Schutzteil; einen Abschirmfilm-Beschichtungsschritt
zur Beschichtung einer Oberfläche
des Galliumarsenid-Substrats,
bei welchem die rückwärtige Oberfläche an dem
Schutzteil anhaftet, durch einen Abfall-Abschirmfilm; einen Laserbearbeitungs-Gassenausbildungssschritt
zum Aufstrahlen eines Laserstrahls mit einer Wellenlänge, welche
von dem Galliumarsenid-Substrat absorbiert werden kann, entlang
den Gassen von der Seite des Abfall-Abschirmfilms zum Galliumarsenid-Substrat,
bei welchem die Oberfläche
mit dem Abfall-Abschirmfilm beschichtet ist, wodurch mittels Laser
bearbeitete Gräben
ausgebildet werden, die jeweils nicht die rückseitige Oberfläche entlang
den Gassen erreichen; und einen Abschneideschritt zum Aufstrahlen des
Laserstrahls mit der Wellenlänge,
die von dem Galliumarsenid-Substrat absorbiert werden kann, entlang
den mittels Laser bearbeiteten Gräben, auf das Galliumarsenid-Substrat,
in welchem die mittels Laser bearbeiteten Gräben vorgesehen sind, wodurch
abgeschnittene Gräben
ausgebildet werden, die jeweils die rückwärtige Oberfläche entlang
den jeweiligen, mittels Laser bearbeiteten Gräben erreichen.
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Vorzugsweise
werden in dem Laserbearbeitungs-Grabenausbildungsschritt
die mittels Laser bearbeiteten Gräben jeweils so ausgebildet,
dass sie größer oder
gleich der halben Dicke des Galliumarsenid-Substrats sind, und werden
in dem Abschneideschritt die abgeschnittenen Gräben, die jeweils die rückwärtige Oberfläche erreichen,
durch eine Bestrahlung mit dem Laserstrahl ausgebildet.
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Gemäß dem Laserbearbeitungsverfahren
für einen
Galliumarsenid-Wafer gemäß der vorliegenden Erfindung
wird, nachdem die mittels Laser bearbeiteten Gräben, die jeweils nicht die
rückwärtige Oberfläche erreichen,
entlang den Gassen auf dem Galliumarsenid-Substrat ausgebildet wurden,
mittels Durchführung
des Laserbearbeitungs-Grabenausbildungsschrittes,
der Abschneideschritt zur Ausbildung der abgeschnittenen Gräben durchgeführt, welche
jeweils die rückwärtige Oberfläche erreichen,
durch Aufstrahlen des Laserstrahls entlang den mittels Laser bearbeiteten
Gräben.
Dies führt
dazu, dass die Abfälle,
die erzeugt und durch die Bestrahlung mit dem Laserstrahl im Abschneideschritt
verstreut werden, an einem oberen Abschnitt einer Wandoberfläche (Schneidoberfläche) jedes
der voranstehend geschilderten, mittels Laser bearbeiteten Gräben anhaften.
Daher nimmt die seitliche Bruchfestigkeit jedes der Chips zu, da
die kleinen Abfälle
in der Nähe der
Oberfläche
jeder der geschnittenen Oberflächen der
Chips anhaften, die durch die Unterteilung erhalten werden, die
entlang den Gassen erfolgt, die auf dem Galliumarsenid-Substrat
vorgesehen sind. Weiterhin ist bei der vorliegenden Erfindung die
Oberfläche
des Galliumarsenid-Substrats mit dem Abfall-Abschirmfilm beschichtet, mittels Durchführung des
Abfall-Abschirmfilm-Beschichtungsschrittes
vor sowohl dem voranstehend geschilderten Laserbearbeitungs-Grabenausbildungsschritt
als auch dem voranstehend geschilderten Abschneideschritt. Daher
wird bei den Abfällen,
die erzeugt und durch die Bestrahlung mit dem Laserstrahl gestreut
werden, wenn der Laserbearbeitungs-Grabenausbildungsschritt und der Abschneideschritt
durchgeführt
werden, verhindert, dass sie an einem der Bauelemente anhaften, da
sie durch den Abfall-Abschirmfilm abgesperrt werden.
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Die
voranstehenden und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden
Erfindung und die Art und Weise von deren Umsetzung in die Praxis werden
deutlicher, und es wird die Erfindung selbst noch besser verstanden,
aufgrund der Studien der folgenden Beschreibung und der beigefügten Patentansprüche, in
Bezug auf die zugehörigen
Zeichnungen, die einige bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
zeigen.
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1 ist
eine Perspektivansicht eines Galliumarsenid-Wafers, der auf einzelne Chips unterteilt werden
kann, unter Verwendung eines Laserbearbeitungsverfahrens für einen
Galliumarsenid-Wafer gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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2A und 2B sind
jeweils Ansichten, die einen Waferhalterungsschritt bei dem Laserbearbeitungsverfahren
für einen
Galliumarsenid-Wafer gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigen;
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3A und 3B sind
jeweils Ansichten zur Erläuterung
eines Abfall-Abschirmfilm-Beschichtungsschrittes bei dem Laserbearbeitungsverfahren für einen
Galliumarsenid-Wafer gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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4 ist
eine Perspektivansicht eines Hauptabschnitts einer Laserbearbeitungseinrichtung zur
Durchführung
eines Laserbearbeitungs-Grabenausbildungsschrittes und eines Abschneideschrittes bei
dem Laserbearbeitungsverfahren für
einen Galliumarsenid-Wafer gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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5A und 5B sind
jeweils eine Ansicht zur Erläuterung
des Laserbearbeitungs-Grabenausbildungsschrittes bei dem Laserbearbeitungsverfahren
für einen
Galliumarsenid-Wafer gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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6 ist
eine vergrößerte Querschnittsansicht
eines Hauptabschnitts des Galliumarsenid-Wafers, bei welchem die
Laserbearbeitung durchgeführt wird,
mittels Durchführung
des Laserbearbeitungs-Grabenausbildungsschritts,
der in den 5A und 5B gezeigt
ist;
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7A und 7B sind
jeweils eine Ansicht zur Erläuterung
eines Abschneideschrittes bei dem Laserbearbeitungsverfahren für einen
Galliumarsenid-Wafer gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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8 ist
eine vergrößerte Querschnittsansicht
eines Hauptabschnitts eines Galliumarsenid-Wafers, bei welchem die
Laserbearbeitung durchgeführt
wird, mittels Durchführung
des in den 7A und 7B dargestellten
Abschneideschrittes;
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9 ist
eine Perspektivansicht eines Chips, der dadurch erhalten wird, dass
eine Unterteilung durch Einsatz des Laserbearbeitungsverfahrens
für einen
Galliumarsenid-Wafer gemäß der vorliegenden Erfindung
erfolgt; und
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10 ist
ein Diagramm, welches Messergebnisse in Bezug auf seitliche Bruchfestigkeiten
von Chips bei dem Laserbearbeitungsverfahren für einen Galliumarsenid-Wafer
gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt.
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Nachstehend
wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen eine bevorzugte
Ausführungsform
eines Laserbearbeitungsverfahrens für einen Galliumarsenid-Wafer
gemäß der vorliegenden Erfindung
erläutert. 1 ist
eine Perspektivansicht eines Galliumarsenid-Wafers. Bei dem in 1 dargestellten
Galliumarsenid-Wafer 2 sind mehrere Gassen 21 gitterförmig auf
einer Oberfläche 20a eines Substrats 20 aus
Galliumarsenid (GaAs) vorgesehen, welches beispielsweise eine Dicke
von 100 μm aufweist.
Weiterhin sind Bauelemente 22, beispielsweise Hybrid-ICs
oder Hochgeschwindigkeits-ICs, in mehreren Bereichen vorgesehen,
die durch Unterteilung unter Einsatz mehrerer Gassen 21 erhalten
werden, die gitterförmig
auf der Oberfläche 20a des
Galliumarsenid-Substrats 20 (GaAs-Substrats) vorgesehen
sind. Eine rückwärtige Oberfläche 20b des
voranstehend geschilderten Galliumarsenid-Wafers 2 haftet
an einer Oberfläche
eines Schutzbandes T als Schutzteil an, mit einem Umfangsabschnitt,
der auf einem ringförmigen
Rahmen F angebracht ist, um einen inneren Öffnungsabschnitt des ringförmigen Rahmens
F abzudecken, wie in den 2A und 2B gezeigt
(Waferhalterungsschritt). Es wird darauf hingewiesen, dass bei der
in den Figuren dargestellten Ausführungsform das voranstehend
geschilderte Schutzband T so ausgebildet ist, dass eine Acrylharzsystem-Klebeschicht,
die eine Dicke von etwa 5 μm
aufweist, an einer Oberfläche
eines Schichtsubstrats angebracht ist, das aus Polyvinylchlorid
(PVC) besteht, das eine Dicke von 80 μm aufweist.
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Nachdem
der voranstehend geschilderte Waferhalterungsschritt durchgeführt wurde,
wird ein Abfall-Abschirmfilm (Beschichtungsschritt) durchgeführt, um
die Oberfläche 20a des
Substrats 20 aus Galliumarsenid (GaAs), die an dem Schutzband
T anhaftet, als Schutzteil, mit einem Abfall-Abschirmfilm zu beschichten. Als nächstes wird
unter Bezugnahme auf die 3A und 3B der
Abfall-Abschirmfilm-Beschichtungsschritt
beschrieben. Bei dem Abfall-Abschirmfilm-Beschichtungsschritt
wird zuerst, wie in 3A gezeigt, der Galliumarsenid-Wafer 2,
der durch den ringförmigen
Rahmen F über
das Schutzband T gehalten wird, auf einem Schleudertisch 31 einer
Abschirmfilmausbildungseinrichtung 3 angeordnet. Weiterhin
wird der Galliumarsenid-Wafer 2 auf dem Schleudertisch 3 durch
Betätigung
einer Saugvorrichtung (nicht gezeigt) angesaugt und gehalten. Zu
diesem Zeitpunkt wird auch der ringförmige Rahmen 11 auf
dem Schleudertisch 31 durch eine (nicht dargestellte) Rahmenklemme befestigt,
die an dem Schleudertisch 31 angebracht ist. Nachdem auf
die voranstehend geschilderte Art und Weise der Galliumarsenid-Wafer 2 angesaugt und
auf dem Schleudertisch 31 gehaltert wurde, wird eine vorbestimmte
Menge an flüssigem
Harz 30 dazu veranlasst, in Tropfen aus einer Harzflüssigkeits-Zufuhrdüse 32 herunterzufallen,
die oberhalb des Schleudertisches 31 angeordnet ist, auf
einen zentralen Bereich der Oberfläche 20a des Substrats 20 aus
Galliumarsenid (GaAs), während
der Schleudertisch 31 mit einer vorbestimmten Drehzahl
(beispielsweise 300 bis 1000 Umdrehungen pro Minute) in der Richtung
gedreht wird, die durch einen Pfeil angedeutet ist. Durch Drehen
des Schleudertisches 31 etwa 60 Sekunden lang, wie in 3B gezeigt,
wird dann die Oberfläche 20a des
Substrats 20 aus Galliumarsenid (GaAs) mit einem Abfall-Abschirmfilm 300 beschichtet.
Obwohl die Dicke des Abfall- Abschirmfilms 300 von
der herunter gefallenden Menge an flüssigem Harz 30 abhängt, kann
der Abfall-Abschirmfilm 300 so ausgebildet werden, dass
er eine kleine Dicke bis zu 1 bis 10 μm aufweist. Es wird darauf hingewiesen,
dass ein lösliches
Harz, beispielsweise Polyvinylalkohol (PVA), Polyethylenglycol (PEG)
oder Polyethylenoxid (PEO) vorzugsweise als das flüssige Harz 30 eingesetzt
wird.
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Nachdem
der voranstehend geschilderte Abfall-Abschirmfilm-Beschichtungsschritt
durchgeführt wurde,
werden ein Laserbearbeitungs-Grabenausbildungsschritt, bei welchem
ein Laserstrahl mit einer Wellenlänge, die von dem Substrat 20 aus
Galliumarsenid (GaAs) absorbiert werden kann, entlang den Gassen 21 von
der Seite des Abfall-Abschirmfilms 300 zum Substrat 20 aus
Galliumarsenid (GaAs) abgestrahlt wird, bei welchem die Oberfläche 20a mit dem
Abfall-Abschirmfilm 300 beschichtet ist, wodurch mittels
Laserbearbeitung erzeugte Gassen ausgebildet werden, die jeweils
nicht eine hintere Oberfläche 20b entlang
den Gassen 21 erreichen, und ein Abschneideschritt durchgeführt, bei
welchem der Laserstrahl mit einer Wellenlänge, die von dem Substrat 20 aus
Galliumarsenid (GaAs) absorbiert werden kann, entlang den mittels
Laser bearbeiteten Gassen zum Substrat 20 aus Galliumarsenid
(GaAs) abgestrahlt wird, in welchem die durch Laserbearbeitung erzeugten
Gassen vorgesehen sind, wodurch abgeschnittene Gräben entstehen,
die jeweils die hintere Oberfläche 20b erreichen,
entlang den jeweiligen, mittels Laser bearbeiteten Gräben. Der
Laserbearbeitungs-Ausbildungsschritt
und der Abschneideschritt werden unter Verwendung einer Laserbearbeitungseinrichtung 4 durchgeführt, die
in 4 gezeigt ist. Die in 4 gezeigte
Laserbearbeitungseinrichtung 4 weist einen Aufspanntisch 41 auf,
um darauf ein Werkstück
zu haltern, eine Laserstrahlabstrahlvorrichtung 42 zum
Aufstrahlen eines Laserstrahls auf das Werkstück, das auf dem Aufspanntisch 41 gehaltert
ist, und eine Bildaufnehmervorrichtung 43 zum Aufnehmen
eines Bildes des Werkstücks,
das auf dem Aufspanntisch 41 gehaltert ist.
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Der
Aufspanntisch 41 ist so ausgebildet, dass er das Werkstück ansaugt
und auf sich haltert. Weiterhin ist der Aufspanntisch 41 dazu
ausgebildet, in einer Bearbeitungsvorschubrichtung bewegt zu werden,
die durch einen Pfeil X in 4 angedeutet ist,
und in einer Unterteilungsvorschubrichtung, die durch einen Pfeil
Y in 4 angedeutet ist, durch einen (nicht dargestellt)
Bewegungsmechanismus. Die Laserstrahlabstrahlvorrichtung 42,
die voranstehend geschildert wurde, weist ein zylindrisches Gehäuse 421 auf,
das im Wesentlichen in Horizontalrichtung angeordnet ist. Eine Oszillatorvorrichtung
(nicht dargestellt) für
einen gepulsten Laserstrahl, die einen Oszillator für eine gepulsten
Laserstrahl aufweist, der durch einen YAG-Laseroszillator oder einen YVO4-Laseroszillator
gebildet wird, und eine Wiederholungsfrequenzeinstellvorrichtung
sind in dem Gehäuse 421 angeordnet.
Ein Kondensor 422 zum Sammeln eines gepulsten Laserstrahls,
der von der Oszillatorvorrichtung für den gepulsten Laserstrahl
ausgesandt wird, ist an einem Kopfabschnitt des geschilderten Gehäuses 421 angebracht.
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Die
Bildaufnehmervorrichtung 43, die an dem Kopfabschnitt des
Gehäuses 421 angebracht ist,
welches die voranstehend geschilderte Laserstrahlabstrahlvorrichtung 42 bildet,
besteht aus einer Infrarotstrahlungsbeleuchungsvorrichtung zum Abstrahlen
von Infrarotstrahlung auf das Werkstück, einem optischen System
zum Aufnehmen der Infrarotstrahlung, die von der Infrarotstrahlungsbeleuchungsvorrichtung
abgestrahlt wird, einem Bildaufnehmerelement (Infrarot-CCD) zur
Ausgabe eines elektrischen Signals entsprechend der von dem optischen
System aufgenommenen Infrarotstrahlung, und dergleichen, und zusätzlich aus
einem normalen Bildaufnehmerelement (CCD) zur Durchführung der Aufnahme
eines Bildes unter Einsatz sichtbaren Lichts, bei der in den Figuren
dargestellten Ausführungsform.
Weiterhin Schicht die Bildaufnehmervorrichtung 43 ein infolge
der Bildaufnahme erzeugtes Videosignal an eine Steuervorrichtung
(nicht dargestellt).
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Der
voranstehend geschilderte Laserbearbeitungs-Grabenausbildungsschritt, der unter
Verwendung der voranstehend geschilderten Laserbearbeitungseinrichtung 4 durchgeführt wird,
wird nachstehend unter Bezugnahme auf die 5A, 5B und 6 geschildert.
Zuerst wird der Galliumarsenid-Wafer 2, der auf dem Schutzband
T anhaftet, das an dem ringförmigen
Rahmen F angebracht ist, auf dem Aufspanntisch 41 der in 4 gezeigten,
voranstehend geschilderten Laserbearbeitungseinrichtung 4 angeordnet,
und wird dann angesaugt und auf dem Aufspanntisch 41 gehaltert.
Hierbei wird der Galliumarsenid-Wafer 2 in einem Zustand
gehaltert, bei welchem der Abfall-Abschirmfilm 300, mit
welchem die Oberfläche 20a des
Substrats 20 aus Galliumarsenid (GaAs) bedeckt ist, auftaucht.
Es wird darauf hingewiesen, dass zwar der ringförmige Rahmen F, an welchem
das Schutzband T angebracht ist, nicht in 4 dargestellt
ist, jedoch der ringförmige
Rahmen F auf dem Aufspanntisch 41 durch die Rahmenklemme
(nicht gezeigt) befestigt wird, die bei dem Aufspanntisch 41 vorgesehen
ist. Der Aufspanntisch 41, welcher den Galliumarsenid-Wafer 2 auf
die voranstehend geschilderte Art und Weise ansaugt und auf sich
haltert, wird direkt unter der Bildaufnehmervorrichtung 43 angeordnet,
durch den (nicht dargestellten) Bewegungsmechanismus.
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Nachdem
der Aufspanntisch 41 direkt unter der Bildaufnehmervorrichtung 43 angeordnet
wurde, führen
die Bildaufnehmervorrichtung 43 und die (nicht dargestellte)
Steuervorrichtung einen Ausrichtungsvorgang durch, um einen Bereich
zu erfassen, bei welchem eine Laserbearbeitung stattfinden soll, bei
dem Galliumarsenid-Wafer 2. Die Bildaufnehmervorrichtung 43 und
die (nicht dargestellte) Steuervorrichtung führen daher eine Bildbearbeitung
aus, beispielsweise eine Mustererkennung, zur Durchführung einer
Ausrichtung zwischen jeder der Gassen 21, die in einer
vorbestimmten Richtung auf der Oberfläche 20a des Substrats 20 aus
Galliumarsenid (GaAs) vorgesehen sind, und dem Kondensor 422 der
Laserstrahlabstrahlvorrichtung 42, um den Laserstrahl auf
das Substrat 20 aus Galliumarsenid (GaAs) entlang den Gassen 21 abzustrahlen.
Dann führen die
Bildaufnehmervorrichtung 43 und die (nicht dargestellte)
Steuervorrichtung die Ausrichtung für jene Position durch, an welcher
der Laserstrahl abgestrahlt werden soll (Ausrichtungsschritt). Weiterhin wird
entsprechend die Ausrichtung für
jene Position, an welcher der Laserstrahl abgestrahlt werden soll, für jede der
Gassen 21 durchgeführt,
die sich im rechten Winkel zu den Gassen 31 erstrecken,
die in der vorbestimmten Richtung auf der Oberfläche 20a des Substrats 20 aus
Galliumarsenid (GaAs) vorgesehen sind. Hierbei kann trotz der Tatsache,
dass der Abfall-Abschirmfilm 300 auf der Oberfläche 20a des Substrats 20 aus
Galliumarsenid (GaAs) vorgesehen ist, auf welcher die Gassen 21 vorhanden
sind, wenn der Abfall-Abschirmfilm 300 lichtundurchlässig ist, die
Ausrichtung von der Oberfläche
aus durchgeführt werden,
durch Aufnehmen der Bilder der Gassen 21 unter Einsatz
der Infrarotstrahlung.
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Wenn
die Gassen 21, die auf der Oberfläche 20a des Substrats 20 aus
Galliumarsenid (GaAs) in dem Galliumarsenid-Wafer 2 ausgebildet
werden, der von dem Aufspanntisch 41 angesaugt und dort gehaltert
wird, auf die voranstehend geschilderte Art und Weise erfasst werden,
und die Ausrichtung in Bezug auf die Position durchgeführt wird,
an welcher der Laserstrahl eingestrahlt werden soll, wie in 5A gezeigt,
wird der Aufspanntisch 41 zum Laserstrahlbestrahlungsbereich
bewegt, in welchem der Kondensor 422 der Laserstrahlbestrahlungsvorrichtung 42 angeordnet
ist, und wird eine vorbestimmte Gasse 21 direkt unter dem
Kondensor 422 angeordnet. Zu diesem Zeitpunkt ist, wie
in 5A gezeigt, der Galliumarsenid-Wafer 2 so
angeordnet, dass ein Ende (das linke Ende in 5A) der
vorbestimmten Gasse 21, die auf dem Substrat 20 aus
Galliumarsenid (GaAs) vorhanden ist, sich direkt unter dem Kondensor 422 befindet.
Dann wird der Aufspanntisch 41 mit einer vorbestimmten
Bearbeitungsgeschwindigkeit in einer durch einen Pfeil X1 in 5A angedeuteten
Richtung bewegt, während
der gepulste Laserstrahl mit einer Wellenlänge, die von dem Substrat 20 aus
Galliumarsenid (GaAs) absorbiert wird, von dem Kondensor 422 der
Laserstrahlabstrahlvorrichtung 4 auf das Substrat 20 aus
Galliumarsenid (GaAs) abgestrahlt wird. Weiterhin wird, wie in 5B gezeigt,
wenn das andere Ende (das Ende an der rechten Seite in 5B)
der vorbestimmten Gasse 21 einen Ort unmittelbar unter
dem Kondensor 422 erreicht, die Einstrahlung des gepulsten
Laserstrahls unterbrochen, und wird auch die Bewegung des Aufspanntisches 41 unterbrochen.
Bei dem Laserbearbeitungs-Grabenausbildungsschritt wird ein Sammelpunkt
P des gepulsten Laserstrahls auf die Nähe der Oberfläche der
vorbestimmten Gasse 21 fokussiert.
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Mittels
Durchführung
des voranstehend geschilderten Laserbearbeitungs-Grabenausbildungsschrittes
wird die Ablationsbearbeitung bei dem Substrat 20 aus Galliumarsenid
(GaAs) entlang den Gassen 21 durchgeführt, und werden mittels Laserbearbeitung
bearbeitete Gräben 23,
wie in den 5B und 6 gezeigt,
in dem Substrat 20 aus Galliumarsenid (GaAs) entlang der
jeweiligen Gasse 21 ausgebildet. Es ist wesentlich festzustellen,
dass keiner der mittels Laserbearbeitung erzeugten Gräben 23, die
in dem Laserbearbeitungs-Grabenausbildungsschritt ausgebildet wurden,
die rückwärtige Oberfläche 20b des
Substrats 20 aus Galliumarsenid (GaAs) erreichen. Weiterhin
ist die Tiefe jedes der mittels Laserbearbeitung bearbeiteten Gräben 23 vorzugsweise
größer oder
gleich der Hälfte
der Dicke des Substrats 20 aus Galliumarsenid (GaAs). Es
wird darauf hingewiesen, dass zwar in dem Laserbearbeitungs-Grabenausbildungsschritt,
wie in 6 gezeigt, Abfall 24 erzeugt und durch
die Einstrahlung des Laserstrahls verstreut wird, jedoch der Abfall 24 durch
den Abfall-Abschirmfilm 300 abgesperrt wird, und daran
gehindert wird, an irgendeinem der Bauelemente anzuhaften, da die
Oberfläche 20a des
Substrats 20 aus Galliumarsenid (GaAs) mit dem Abfall-Abschirmfilm 300 beschichtet
ist.
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Es
wird darauf hingewiesen, dass der Laserbearbeitungs-Grabenausbildungsschritt,
der voranstehend geschildert wurde, beispielsweise unter den folgenden
Bearbeitungsbedingungen durchgeführt wird.
Lichtquelle
des Laserstrahls: YVO4-Laser oder YAG-Laser
Wellenlänge: 355
nm
Wiederholungsfrequenz: 10 kHz
Ausgangsleistung: 4 W
Durchmesser
des gesammelten Punktes: 10 μm
Bearbeitungsvorstellgeschwindigkeit:
400 mm/s
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Die
Ausführung
des Laserbearbeitungs-Grabenausbildungsschrittes
unter den voranstehend geschilderten Bearbeitungsbedingungen ermöglicht, die
mittels Laserbearbeitung hergestellten Gräben 23 auszubilden,
die jeweils eine Tiefe von 50 μm
aufweisen, entlang den jeweiligen Gassen 21 in dem Substrat 20 aus
Galliumarsenid (GaAs).
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Als
nächstes
wird ein Abschneideschritt durchgeführt, bei welchem der Laserstrahl
mit einer Wellenlänge,
die von dem Substrat 20 aus Galliumarsenid (GaAs) absorbiert
wird, entlang den mittels Laserbearbeitung hergestellten Gräben 23 auf
das Substrat 20 aus Galliumarsenid (GaAs) abgestrahlt wird, in
welchem die mittels Laserbearbeitung hergestellten Gräben 23 vorgesehen
sind, wodurch abgeschnittene Gräben
ausgebildet werden, die jeweils die rückwärtige Oberfläche 20b erreichen,
entlang den jeweiligen, mittels Laserbearbeitung ausgebildeten Gräben 23.
Hierbei wird der Aufspanntisch 41 mit einer vorbestimmten
Bearbeitungsgeschwindigkeit in einer Richtung bewegt, die durch
einen Pfeil X2 in 7A angedeutet ist, aus dem in 5B dargestellten
Zustand, in welchem der Laserbearbeitungs-Grabenausbildungsschritt
durchgeführt
wird, der voranstehend beschrieben wurde, wogegen, wie in 7A gezeigt,
der gepulste Laserstrahl mit der Wellenlänge, die von dem Substrat 20 aus
Galliumarsenid (GaAs) absorbiert werden kann, von dem Kondensor 422 der
Laserstrahlabstrahlvorrichtung 4 auf das Substrat 20 aus
Galliumarsenid (GaAs) abgestrahlt wird. Zu diesem Zeitpunkt wird
der Sammelpunkt P des gepulsten Laserstrahls in der Nähe einer unteren
Oberfläche
jedes der mittels Laserbearbeitung hergestellten Gräben 23 fokussiert.
Weiterhin wird, wenn das andere Ende (das Ende an der linken Seite)
der vorbestimmten Gasse 21 einen Ort unmittelbar unter
dem Kondensor 422 erreicht, wie in 7B gezeigt,
die Abstrahlung des gepulsten Laserstrahls unterbrochen, und wird
auch die Bewegung des Aufspanntisches 41 unterbrochen.
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Es
wird darauf hingewiesen, dass die Bearbeitungsbedingungen in dem
voranstehend geschilderten Abschneideschritt ebenso sein können wie
jene, die in dem voranstehend geschilderten Laserbearbeitungs-Grabenausbildungsschritt
vorgenommen werden. Daher werden auch in dem Abschneideschritt mittels
Laser bearbeitete Gräben 25,
die jeweils eine Tiefe von 50 μm
aufweisen, entlang den jeweiligen mittels Laser bearbeiteten Gräben 23 in
dem Substrat 20 aus Galliumarsenid (GaAs) hergestellt. Dies
führt dazu,
dass abgeschnittene Gräben 25, welche
jeweils die rückwärtige Oberfläche 20b erreichen,
entlang den jeweiligen mittels Laser bearbeiteten Gräben 23 in
dem Substrat 20 aus Galliumarsenid (GaAs) ausgebildet werden,
mit einer Dicke von 100 μm.
Es wird darauf hingewiesen, dass auch in dem Abschneideschritt,
wie in 8 gezeigt, Abfälle 24 erzeugt
und durch die Bestrahlung mit dem Laserstrahl verstreut werden, ähnlich dem
Fall des Ausbildungsschrittes für
mittels Laser bearbeitete Gräben, der
voranstehend geschildert wurde. Diese Abfälle 24 haften an jedem
der oberen Abschnitte der Wandoberflächen (der ausgeschnittenen
Oberflächen) 23a der
mittels Laser bearbeiteten Gräben 23 an.
Es wird darauf hingewiesen, dass diese Abfälle 24 jeweils einen
Teilchendurchmesser von 1 bis 2 μm aufweisen,
und an jedem der oberen Abschnitte der Wandoberflächen (der
abgeschnittenen Oberflächen) 23a der
mittels Laser bearbeiteten Gräben 23 in
einem Bereich von etwa 2 μm
anhaften. Weiterhin wird zwar ein Teil der Abfälle 24 auf den Abfall-Abschirmfilm 300 verstreut,
mit welchem die Oberfläche 20a des
Substrats 20 aus Galliumarsenid (GaAs) beschichtet ist,
jedoch wird verhindert, dass die Abfälle 24 an einer der
Vorrichtungen 22 anhaften, da sie durch den Abfall-Abschirmfilm 300 abgesperrt
werden.
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Nachdem
der Laserbearbeitungs-Grabenausbildungsschritt und der Abschneideschritt,
die voranstehend beschrieben wurden, entlang den Gassen 21 durchgeführt werden,
die sich jeweils in der vorbestimmten Richtung erstrecken, die auf
dem Substrat 20 aus Galliumarsenid (GaAs) vorhanden ist,
wird der Aufspanntisch 41 um 90° gedreht, und werden der Laserbearbeitungs-Grabenausbildungsschritt
und der Abschneideschritt, die voranstehend beschrieben wurden,
erneut entlang den Gassen 21 durchgeführt, die sich jeweils in rechtem
Winkel zur vorbestimmten Richtung erstrecken. Dies führt dazu, dass
der Galliumarsenid-Wafer 2 bei jeder Vorrichtung 22 in
einzelne Chips unterteilt wird. Es wird darauf hingewiesen, dass
die einzelnen Chips, die durch die Unterteilung jeder Vorrichtung 22 erhalten
werden, nicht voneinander getrennt werden, da sie auf der Oberfläche des
Schutzbandes T anhaften, das an dem ringförmigen Rahmen F angebracht
ist. Daher wird die Form des Galliumarsenid-Wafers 2 aufrechterhalten.
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Nach
dem Laserbearbeitungs-Grabenausbildungsschritt und dem Abschneideschritt,
die auf die voranstehend geschilderte Art und Weise entlang sämtlichen
Gassen durchgeführt
wurden, die auf dem Substrat 20 aus Galliumarsenid (GaAs)
vorgesehen sind, wodurch der Galliumarsenid-Wafer 2 bei jeder
Vorrichtung 22 auf die einzelnen Chips unterteilt wurde,
wird der Galliumarsenid-Wafer 2 zu einer Reinigungseinrichtung
transportiert, um einen nächsten Reinigungsschritt
durchzuführen,
in dem Zustand, in welchem er auf der Oberfläche des Schutzbandes T anhaftet,
das an dem ringförmigen
Rahmen F angebracht ist. Obwohl der Galliumarsenid-Wafer 2,
der zur Reinigungseinrichtung befördert wird, mit Spülwasser
gereinigt wird, kann der Abfall-Abschirmfilm 300, mit welchem
die Oberfläche 20a des
Substrats 20 aus Galliumarsenid (GaAs) beschichtet ist,
einfach abgespült
werden, da er wie voranstehend geschildert aus einem löslichen
Harz besteht.
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Beispiel
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Als
nächstes
wird ein Beispiel für
Versuche beschrieben, die von dem Erfinder der vorliegenden Erfindung
durchgeführt
wurden. Es wurden der Laserbearbeitungs-Grabenausbildungsschritt und der Abschneideschritt,
die voranstehend geschildert wurden, durchgeführt, wodurch ein Galliumarsenid-Wafer
mit einem Durchmesser von 200 mm und einer Dicke von 100 μm auf einzelne
Chips unterteilt wurde. Dies führte
dazu, dass ein Chip 200 hergestellt wurde, der eine Breite
von 10 mm, eine Länge
von 10 mm, und eine Dicke von 100 μm aufwies. Bei dem so hergestellten
Chip 200 hafteten die Abfälle 24, die jeweils
einen Teilchendurchmesser von 1 bis 2 μm aufwiesen, in der Nähe der Oberfläche eines
Galliumarsenid-Substrats an, auf welchem die Vorrichtung 22 vorgesehen
war, bei jeder der abgeschnittenen Oberflächen 23a, im Bereich
von etwa 2 μm.
Die seitliche Bruchfestigkeit wurde für 10 Chips 200 gemessen, die
so hergestellt waren, unter Verwendung eines Biegeversuchsverfahrens
mit drei Punkten. Die Ergebnisse der Messungen bezüglich der
seitlichen Bruchfestigkeit sind in 10 dargestellt.
Wie aus 10 hervorgeht, betrug ein Maximalwert
der seitlichen Bruchfestigkeit 130 MPa, deren Minimalwert 100 MPa,
und deren Mittelwert 114,0 MPa.
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Vergleichsbeispiel
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Ein
Laserbearbeitungs-Grabenausbildungsschritt wurde bei einem Galliumarsenid-Wafer
durchgeführt,
der einen Durchmesser von 200 mm und eine Dicke von 100 μm aufwies,
unter den Bearbeitungsbedingungen, dass die Bearbeitungsvorstellgeschwindigkeit
auf 200 mm/Sekunde in dem voranstehend geschilderten Laserbearbeitungs-Grabenausbildungsschritt
eingestellt war, wodurch der Galliumarsenid-Wafer auf einzelne Chips
unterteilt wurde. Jeder der so hergestellten Chips wies eine Breite
von 10 mm auf, eine Länge
von 10 mm, und eine Dicke von 100 μm. Eine geringe Menge an Abfällen wurde auf
dem Querschnitt jeder der so hergestellten Chips angebracht. Die
seitliche Bruchfestigkeit wurde für zehn auf diese Art und Weise
hergestellte Chips gemessen, unter Verwendung des Dreipunkt-Biegeversuchsverfahrens.
Wie aus 10 hervorgeht, zeigen die Messergebnisse,
dass der Maximalwert der seitlichen Bruchfestigkeit 87 MPa betrug,
deren Minimalwert 55 MPa, und deren Mittelwert 70,2 MPa.
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Daher
zeigt sich aufgrund der voranstehend geschilderten Ergebnisse, dass
die seitliche Bruchfestigkeit jedes der Chips 200, auf
welche der Galliumarsenid-Wafer durch Einsatz des Laserbearbeitungsverfahrens
gemäß der vorliegenden
Erfindung unterteilt wird, erhöht
ist, im Vergleich zu jener des Vergleichsbeispiels, und zwar um
62 oder mehr bezüglich
des Mittelwerts.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung bislang auf Grundlage der in den Figuren
dargestellten Ausführungsform
beschrieben wurde, soll die vorliegende Erfindung nicht nur auf
die Ausführungsform
beschränkt
sein, so dass sich verschiedene Änderungen
innerhalb des Umfangs des Wesens der vorliegenden Erfindung vornehmen
lassen. So können
beispielsweise, obwohl die voranstehend geschilderte Ausführungsform
so beschrieben wurde, dass ein Laserbearbeitungs-Grabenausbildungsschritt
und ein Abschneideschritt durchgeführt werden, die Laserbearbeitungs-Grabenausbildungsprozesse
auch mehrfach durchgeführt
werden, in Abhängigkeit
von der Dicke des Substrats aus Galliumarsenid (GaAs). Weiterhin
wurde zwar die voranstehend geschilderte Ausführungsform so dargestellt,
dass der Laserbearbeitungs-Grabenausbildungsschritt und der Abschneideschritt
durchgehend entlang denselben Gassen durchgeführt werden, jedoch kann auch
der Laserbearbeitungs-Grabenausbildungsschritt
entlang sämtlichen
Gassen durchgeführt
werden, und kann dann der Abschneideschritt entlang sämtlichen Gassen
durchgeführt
werden.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die Einzelheiten der voranstehend
geschilderten, bevorzugten Ausführungsformen
beschränkt.
Der Umfang der Erfindung wird durch die Gesamtheit der vorliegenden
Anmeldeunterlagen festgelegt, und alle Änderungen und Modifikationen,
die innerhalb des Äquivalenzbereiches
des Umfangs der Erfindung liegen, sollen daher von der Erfindung
umfasst sein.