DE102015210030A1

DE102015210030A1 - Chipherstellungsverfahren

Info

Publication number: DE102015210030A1
Application number: DE102015210030.8A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Morikazu; Noboru Takeda
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2014-06-02
Filing date: 2015-06-01
Publication date: 2015-12-03
Also published as: US20150343559A1; TW201607654A; JP2015226924A; US9682440B2; KR102251261B1; JP6301203B2; CN105269159B; CN105269159A; KR20150138827A; TWI632970B

Abstract

Es wird ein Chipherstellungsverfahren zum Ausbilden eines Chips mit einer gewünschten Form aus einem plattenähnlichen Werkstück offenbart. Das Chipherstellungsverfahren umfasst einen Schildtunnelausbildungsschritt zum Applizieren eines gepulsten Laserstrahls mit einer Transmissionswellenlänge zu dem plattenähnlichen Werkstück von eine Fokussiereinheit, die in einer gepulsten Laserstrahlapplizierungseinheit umfasst ist, entlang der Kontur des auszubildenden Chips in dem Zustand, bei dem der Brennpunkt des gepulsten Laserstrahls zu einer vorbestimmten Tiefe von der oberen Fläche des plattenähnlichen Werkstücks festgelegt ist, wodurch eine Vielzahl von Schildtunneln innerhalb des plattenähnlichen Werkstücks entlang der Kontur des auszuformenden Chips ausgebildet wird, wobei jeder Schildtunnel aus einem feinen Loch und einem amorphen Bereich, der um das feine Loch zum Schützen des feinen Lochs ausgebildet ist, ausgestaltet ist, und einen Chipausbildungsschritt zum Anlegen von Ultraschallvibration an das plattenähnliche Werkstück, das durch den Schildtunnelausbildungsschritt bearbeitet wurde, um dadurch die Kontur des Chips dort zu brechen, wo die Schildtunnel ausgebildet wurden, wodurch der Chip aus dem plattenähnlichen Werkstück ausgebildet wird.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Chipherstellungsverfahren zum Ausbilden eines Chips mit einer gewünschten Form aus einem plattenähnlichen oder plattenförmigen Werkstück, wie einem Glassubstrat.
Stand der Technik
Ein Betriebsbildschirm in einem Smartphone oder dergleichen ist aus einem Glassubstrat ausgebildet, wobei ein Bediener verschiedene Anwendungen zum Ansehen auf dem Betriebsbildschirm auswählen kann. Ferner umfasst portables Equipment, wie ein Smartphone, eine Kamerafunktion, wobei ein Abdeckungsglas, wie ein Siliziumoxidglassubstrat und ein Sapphirsubstrat, auf einer Objektivlinse in der Kamerafunktion angebracht ist. Solch ein Abdeckungsglas oder dergleichen wird in Form eines Chips durch Ätzen ausgebildet (siehe beispielsweise japanisches Patent mit der Veröffentlichungsnummer 2012-148955 oder 2013-71854 ).
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Es besteht jedoch das Problem, dass viel Zeit zu diesem Ätzen erforderlich ist, was zu einer Produktivitätsverringerung führt.
Es ist demnach eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Chipherstellungsverfahren bereitzustellen, welches effizient einen Chip mit einer gewünschten Form aus einem plattenähnlichen Werkstück, wie einem Glassubstrat, ausbilden kann.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Chipherstellungsverfahren zum Ausbilden eines Chips mit einer gewünschten Form aus einem plattenähnlichen Werkstück bereitgestellt, wobei das Chipherstellungsverfahren umfasst: einen Schildtunnelausbildungsschritt zum Applizieren eines gepulsten Laserstrahls mit einer Transmissionswellenlänge zu dem plattenähnlichen Werkstück von einem Fokussiermittel, das in einem gepulsten Laserstrahlapplizierungsmittel umfasst ist, entlang der Kontur des auszubildenden Chips in dem Zustand, bei dem der Brennpunkt des gepulsten Laserstrahls zu einer vorbestimmten Tiefe von der oberen Fläche des plattenähnlichen Werkstücks festgelegt ist, wodurch eine Vielzahl von Schildtunneln innerhalb des plattenähnlichen Werkstücks entlang der Kontur des auszubildenden Chips ausgebildet wird, wobei jeder Schildtunnel aus einem feinen Loch und einem amorphen Bereich, der um das feine Loch zum Schützen des feines Lochs ausgebildet ist, ausgestaltet ist; und einen Chipausbildungsschritt zum Anlegen von Ultraschallvibration an das plattenähnliche Werkstück, welches durch den Schildtunnelausbildungsschritt bearbeitet wurde, um dadurch die Kontur des Chips zu brechen, wo die Schildtunnel ausgebildet wurden, wodurch der Chip aus dem plattenähnlichen Werkstück ausgebildet wird.
Bevorzugt wird die numerische Apertur (NA) einer Fokussierlinse, die in dem Fokussiermittel umfasst ist, so festgelegt, dass der Wert, der durch Teilen der numerischen Apertur (NA) der Fokussierlinse durch den Brechungsindex (N) des plattenähnlichen Werkstücks erhalten wird, in den Bereich von 0,05 bis 0,2 fällt.
Bevorzugt umfasst das plattenähnliche Werkstück ein Siliziumoxidglassubstrat, wobei die numerische Apertur (NA) der Fokussierlinse zu 0,1 bis 0,25 festgelegt wird. Alternativ umfasst das plattenähnliche Werkstück ein Saphirsubstrat, wobei die numerische Apertur (NA) der Fokussierlinse zu 0,1 bis 0,35 festgelegt wird.
Wie weiter oben beschrieben, umfasst das Chipherstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung den Schildtunnelausbildungsschritt zum Applizieren eines gepulsten Laserstrahls mit einer Transmissionswellenlänge zu dem plattenähnlichen Werkstück von dem Fokussiermittel, das in dem gepulsten Laserstrahlapplizierungsmittel umfasst ist, entlang der Kontur des auszubildenden Chips in dem Zustand, wo der Brennpunkt des gepulsten Laserstrahls zu einer vorbestimmten Tiefe von der oberen Fläche des plattenähnlichen Werkstücks festgelegt ist, wodurch eine Vielzahl von Schildtunnel innerhalb des plattenähnlichen Werkstücks entlang der Kontur des auszubildenden Chips ausgebildet wird, wobei jeder Schildtunnel aus einem feinen Loch und einem amorphen Bereich, der um das feine Loch zum Schützen des Lochs ausgebildet ist, ausgestaltet ist, und den Chipausbildungsschritt zum Anlegen von Ultraschallvibration an das plattenähnliche Werkstück, das durch den Schildtunnelausbildungsschritt bearbeitet wurde, um dadurch die Kontur des Chips zu brechen, wo die Schildtunnel ausgebildet wurden, wodurch der Chip aus dem plattenähnlichen Werkstück ausgebildet wird. Demnach kann ein Chip mit einer gewünschten Form in einer kurzen Zeit durch das Chipherstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung verglichen mit dem konventionellen Chipherstellungsverfahren ausgebildet werden.
Die obere und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung, die Art und Weise diese umzusetzen sowie die Erfindung selbst werden am besten durch ein Studium der folgenden Beschreibung und angehängten Ansprüche unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen verstanden, welche einige bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung zeigen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine perspektivische Ansicht eines plattenähnlichen Werkstücks in dem Zustand, bei dem dieses an einem Schutzband angebracht ist, das durch einen Ringrahmen getragen wird;
2 ist eine perspektivische Ansicht einer Laserbearbeitungsvorrichtung zum Ausführen eines Schildtunnelausbildungsschritts in der vorliegenden Erfindung;
3A bis 3D sind Ansichten zum Darstellen des Schildtunnelausbildungsschritts, der unter Verwendung der Laserbearbeitungsvorrichtung, die 2 gezeigt ist, auszuführen ist;
4 ist eine Abbildung, welche die Beziehung zwischen der numerischen Apertur (NA) einer Fokussierlinse, dem Brechungsindex (N) des plattenähnlichen Werkstücks und dem Wert (S = NA/N) zeigt, der durch Dividieren der numerischen Apertur (NA) durch den Brechungsindex (N) erhalten wird;
5A bis 5C sind perspektivische Ansichten zum Darstellen einer ersten bevorzugten Ausführungsform eines Chipausbildungsschritts, der nach dem Ausführen des Schildtunnelausbildungsschritts auszuführen ist;
6 ist eine perspektivische Ansicht zum Darstellen eines Aufnahmeschritts zum Ablösen von Chips von dem Schutzband, nachdem der Chipausbildungsschritt, der in 5A bis 5C gezeigt ist, ausgeführt wurde;
7 ist eine perspektivische Ansicht einer Schildtunnelbrechvorrichtung zum Ausführen einer zweiten bevorzugten Ausführungsform des Chipausbildungsschritts in der vorliegenden Erfindung;
8 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines wesentlichen Teils der Schildtunnelbrechvorrichtung, die in 7 gezeigt ist;
9 ist eine Schnittansicht, welche einen zweiten Tisch und ein Rahmenhaltemittel zeigt, welche die Schildtunnelbrechvorrichtung, die in 7 gezeigt ist, ausgestalten; und
10A bis 10C sind Schnittseitenansichten zum Darstellen des Chipausbildungsschritts, der unter Verwendung des Schildtunnelbrechschritts, der in 7 gezeigt ist, auszuführen ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine bevorzugte Ausführungsform des Chipherstellungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung wird nun im Detail unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines plattenähnlichen oder plattenförmigen Werkstücks 10, welches durch das Chipherstellungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung zu bearbeiten ist. Das plattenähnliche Werkstück 10, das in 1 gezeigt ist, ist ein kreisförmiges Einzelkristallsubstrat, wie ein Siliziumoxidglassubstrat und ein Saphirsubstrat, welches eine Dicke von beispielsweise 500 μm aufweist. Eine Vielzahl von Chips ist aus dem plattenähnlichen Werkstück 10 auszubilden, wobei die Kontur 101 von jedem Chip und die Bearbeitungsstartposition 101a auf jeder Kontur 101 auf der Vorderseite des plattenähnlichen Werkstücks 10 festgelegt sind. Daten hinsichtlich der Kontur 101 und der Bearbeitungsstartposition 101a für jeden auszubildenden Chip werden vorausgehend auf einem Speicher eines Steuerungsmittels gespeichert, der in einer Laserbearbeitungsvorrichtung, die im Folgenden beschrieben wird, umfasst ist. Das plattenähnliche Werkstück 10, wie ein Siliziumoxidglassubstrat und ein Saphirsubstrat, ist an ein Schutzband T angebracht, welches durch einen Ringrahmen F wie in 1 gezeigt, gestützt wird (Werkstückhalteschritt).
2 ist eine perspektivische Ansicht einer Laserbearbeitungsvorrichtung 2 zum Ausführen eines Schildtunnelausbildungsschritts in dem Chipherstellungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Laserbearbeitungsvorrichtung 2, die in 2 gezeigt ist, umfasst eine stationäre Basis 20, einen Spanntischmechanismus 3 zum Halten eines Werkstücks, wobei der Spanntischmechanismus 3 auf der stationären Basis 20 so vorgesehen ist, dass dieser in die Richtung (X-Richtung), die durch ein Pfeil X gezeigt ist, bewegbar ist, und eine Laserstrahlapplizierungseinheit 4 als ein Laserstrahlapplizierungsmittel, welche in der stationären Basis 20 vorgesehen ist.
Der Spanntischmechanismus 3 umfasst ein Paar von Führungsbahnen 31, die auf der stationären Basis 20 so vorgesehen sind, dass diese sich parallel zu einander in die X-Richtung erstrecken, einen ersten Gleitblock 32, der auf den Führungsbahnen 31 so vorgesehen ist, dass dieser in die X-Richtung bewegbar ist, einen zweiten Gleitblock 33, welcher auf dem ersten Gleitblock 32 so vorgesehen ist, dass dieser in die Richtung (Y-Richtung), die durch einen Pfeil Y gezeigt ist, senkrecht zu der X-Richtung bewegbar ist, einen Tragetisch 35, der durch ein zylindrisches Element 34 gestützt wird, welches auf dem zweiten Gleitblock 33 steht, und einen Spanntisch 36 als ein Werkstückhaltemittel. Der Spanntisch 36 weist ein Vakuumfutter 361 aus einem porösen Material auf. Das plattenähnliche Werkstück 10 als ein Werkstück ist ausgestaltet, um unter Saugen durch das Schutzband T auf der oberen Fläche (Haltefläche) des Vakuumfutters 361 durch Betreiben eines Saugmittels (nicht gezeigt) gehalten zu werden. Der Spanntisch 36 ist durch einen Schrittmotor (nicht gezeigt) drehbar, welcher in dem zylindrischen Element 34 vorgesehen ist. Ferner ist der Spanntisch 36 mit einer Vielzahl von Klemmen 362 zum Befestigen des Ringrahmens F, welcher das plattenähnliche Werkstück 10 durch das Schutzband T trägt, versehen.
Die untere Fläche des ersten Gleitblocks 32 ist mit einem Paar von Führungsrillen 321 zum gleitbaren Eingreifen mit dem Paar von Führungsbahnen 31, die zuvor erwähnt wurden, ausgebildet. Ein Paar von Führungsbahnen 322 ist auf der oberen Fläche des ersten Gleitblocks 32 so vorgesehen, dass diese sich parallel zueinander in der Y-Richtung erstrecken. Demnach ist der erste Gleitblock 32 in die X-Richtung entlang der Führungsbahnen 31 durch das gleitbare Eingreifen der Führungsrillen 321 mit den Führungsbahnen 31 bewegbar. Der Spanntischmechanismus 3 umfasst ferner ein erstes Zuführmittel 37 zum Bewegen des ersten Gleitblocks 32 in die X-Richtung entlang der Führungsbahnen 31. Das erste Zuführmittel 37 umfasst eine Außengewindestange 371, welche sich parallel zu den Führungsbahnen 31 derart erstreckt, dass diese zwischen diesen angeordnet ist, und einen Schrittmotor 372 als eine Antriebsquelle zum rotatorischen Antreiben der Außengewindestange 371. Die Außengewindestange 371 ist rotatorisch an einem Ende davon durch einen Lagerblock 373 gelagert, welcher an der stationären Basis 20 befestigt ist, und an dem anderen Ende mit der Ausgabewelle des Schrittmotors 372 so verbunden, dass diese das Drehmoment davon aufnimmt. Die Außengewindestange 371 ist mit einem Gewindedurchgangsloch, das in einem Innengewindeblock (nicht gezeigt) ausgebildet ist, der von der unteren Flächen des ersten Gleitblocks 32 an einem Mittelabschnitt davon hervorsteht, im Eingriff. Demnach wird der erste Gleitblock 32 in die X-Richtung entlang der Führungsbahnen 31 durch Betreiben des Schrittmotors 372 zum Normal- oder Rückwärtsrotieren der Außengewindestange 371 bewegt.
Die Laserbearbeitungsvorrichtung 2 umfasst ein X-Positionsdetektionsmittel 374 zum Detektieren der X-Position des Spanntisches 36, d. h. der Zuführmenge des Spanntischs 36 in die X-Richtung. Das X-Positionsdetektionsmittel 374 umfasst eine Linearskala 374a, welche sich entlang einer der Führungsbahnen 31 erstreckt, und einen Lesekopf 374b, welcher auf dem ersten Gleitblock 32 vorgesehen und entlang der Linearskala 374a zusammen mit dem ersten Gleitblock 32 bewegbar ist. Der Lesekopf 374b des X-Positionsdetektionsmittels 374 überträgt ein Schrittsignal von einem Puls pro 1 μm in dieser bevorzugten Ausführungsform zu einem Steuermittel (nicht gezeigt). Dieses Steuermittel zählt die Anzahl von Pulsen als das Pulssignal, welches von dem Lesekopf 374b eingegeben wird, um dadurch die X-Position des Spanntisches 36 zu detektieren. In dem Fall, beim dem der Schrittmotor 372 als die Antriebsquelle für das erste Zuführmittel 37, wie in dieser bevorzugten Ausführungsform, verwendet wird, kann die Anzahl von Pulsen als ein Antriebssignal, welches von dem Steuermittel an den Schrittmotor 372 ausgegeben wird, durch das Steuermittel gezählt werden, um dadurch die X-Position des Spanntisches 36 zu detektieren. In dem Fall, bei dem ein Servomotor als die Antriebsquelle für das erste Zuführmittel 37 verwendet wird, kann ein Pulssignal, welches von einem Drehgeber zum Detektieren der Rotationsgeschwindigkeit des Servomotors ausgegeben wird, an das Steuermittel entsandt werden, wobei die Anzahl von Pulsen als das Pulssignal, welches von dem Drehgeber in das Steuermittel eingegeben wird, durch das Steuermittel gezählt werden kann, um dadurch die X-Position des Spanntisches 36 zu detektieren.
Die untere Fläche des zweiten Gleitblocks 33 ist mit einem Paar von Führungsrillen 331 zum gleitbaren Eingreifen mit dem Paar von Führungsbahnen 322, welches auf der oberen Fläche des ersten Gleitblocks 32, wie weiter oben erwähnt, ausgebildet ist, versehen. Demnach ist der zweite Gleitblock 33 in die Y-Richtung entlang der Führungsbahnen 322 durch das gleitbare Eingreifen der Führungsrillen 331 mit den Führungsbahnen 322 bewegbar. Der Spanntischmechanismus 3 umfasst ferner ein zweites Zuführmittel 38 zum Bewegen des zweiten Gleitblocks 33 in die Y-Richtung entlang der Führungsbahnen 322. Das zweite Zuführmittel 38 umfasst eine Außengewindestange 381, welche sich parallel zu den Führungsbahnen 322 derart erstreckt, dass diese zwischen diesen angeordnet ist, und einen Schrittmotor 382 als eine Antriebsquelle zum rotatorischen Antreiben der Außengewindestange 381. Die Außengewindestange 381 ist rotatorisch an einem Ende davon in einem Lagerblock 383, der an der oberen Flächen des ersten Gleitblocks 32 befestigt ist, gelagert und mit dem anderen Ende der Ausgabewelle des Schrittmotors 382 derart verbunden, dass diese das Drehmoment davon aufnimmt. Die Außengewindestange 381 ist mit einem Gewindedurchgangsloch, welches in einem Innengewindeblock (nicht gezeigt), der von der unteren Fläche des zweiten Gleitblocks 33 an einem Zentralabschnitt davon hervorsteht, ausgebildet ist, im Eingriff. Demnach wird der zweite Gleitblock 33 in die Y-Richtung entlang der Führungsbahnen 322 durch Betreiben des Schrittmotors 382 derart, dass dieser die Außengewindestange 381 normal oder rückwärts dreht, bewegt.
Die Laserbearbeitungsvorrichtung 2 umfasst ein Y-Positionsdetektionsmittel 384 zum Detektieren der Y-Position des Spanntisches 36, d. h. der Zuführmenge des Spanntisches 36 in die Y-Richtung. Das Y-Positionsdetektionsmittel 384 umfasst eine Linearskala 384a, welche sich entlang einer der Führungsbahnen 322 erstreckt, und einen Lesekopf 384b, welcher auf dem zweiten Gleitblock 33 vorgesehen ist und entlang der Linearskala 384a zusammen mit dem zweiten Gleitblock 33 bewegbar ist. Die Lesekopf 384b des Y-Positionsdetektionsmittels 384 überträgt ein Pulssignal von einem Puls pro 1 μm in dieser bevorzugten Ausführungsform zu einem Steuermittel (nicht gezeigt). Dieses Steuermittel zählt die Anzahl von Pulsen als das Pulssignal, welches von dem Lesekopf 384b eingegeben wird, um dadurch die Y-Position des Spanntisches 36 zu detektieren. In dem Fall, dass der Schrittmotor 382 als die Antriebsquelle für das zweite Zuführmittel 38, wie in dieser bevorzugten Ausführungsform, verwendet wird, kann die Anzahl von Pulsen als ein Antriebssignal, welches von dem Steuermittel an den Schrittmotor 382 ausgegeben wird, durch das Steuermittel gezählt werden, um dadurch die Y-Position des Spanntisches 36 zu detektieren. In dem Fall, dass ein Servomotor als die Antriebsquelle für das zweite Zuführmittel 38 verwendet wird, kann ein Pulssignal, welches von einem Drehgeber zum Detektieren der Rotationsgeschwindigkeit des Servomotors ausgegeben wird, an das Steuermittel ausgesandt werden, wobei die Anzahl von Pulsen des Pulssignals, welche von dem Drehgeber in das Steuermittel eingegeben wird, durch das Steuermittel gezählt werden kann, um dadurch die Y-Position des Spanntisches 36 zu detektieren.
Die Laserstrahlapplizierungseinheit 4 umfasst ein Stützelement 41, welches auf der stationären Basis 20 vorgesehen ist, ein Gehäuse 42, welches durch das Stützelement 41 so gestützt wird, dass dieses sich im Wesentlichen in einer Horizontalrichtung erstreckt, ein Laserstrahlapplizierungsmittel 5, welches in dem Gehäuse 42 vorgesehen ist, und ein Abbildungsmittel 6, welches an dem vorderen Endabschnitt des Gehäuses 42 zum Detektieren einer Gegenstandsfläche, die Laser zu bearbeiten ist, vorgesehen ist.
Das Laserstrahlapplizierungsmittel 5 umfasst ein gepulstes Laserstrahloszillationsmittel (nicht gezeigt), welches in dem Gehäuse 42 vorgesehen ist, wobei das gepulste Laserstrahloszillationsmittel einen gepulsten Laserstrahloszillator und ein Wiederholfrequenzeinstellmittel aufweist. Das Laserstrahlapplizierungsmittel 5 umfasst ferner ein Fokussiermittel 51, welches an dem vorderen Ende des Gehäuses 42 angebracht ist. Das Fokussiermittel 51 weist eine Fokussierlinse 511 zum Fokussieren eines gepulsten Laserstrahls auf, welcher durch das gepulste Laserstrahloszillationsmittel in Schwingung versetzt wurde. Die numerische Apertur (NA) der Fokussierlinse 511 des Fokussiermittels 51 wird in der folgenden Art und Weise eingestellt. Die numerische Apertur (NA) der Fokussierlinse 511 wird so eingestellt, dass der Wert, welcher durch Teilen der numerischen Apertur (NA) der Fokussierlinse 511 durch den Brechungsindex (N) des Einzelkristallsubstrats erhalten wird, in den Bereich von 0,05 bis 0,2 fällt (numerischer Apertureinstellschritt). Das Laserstrahlapplizierungsmittel 5 umfasst ferner ein Brennpunktpositionsanpassungsmittel (nicht gezeigt) zum Anpassen der Brennposition des gepulsten Laserstrahls, der durch die Fokussierlinse 511 des Fokussiermittels 51 zu bündeln ist.
Das Abbildungsmittel 6 ist an dem vorderen Endabschnitt des Gehäuses 42 in der Umgebung des Fokussiermittels 51 angebracht, welches das Laserstrahlapplizierungsmittel 5 ausgestaltet. Das Abbildungsmittel 6 umfasst ein Belichtungsmittel zum Belichten des Werkstücks, ein optisches System zum Erfassen einer Fläche, die durch das Belichtungsmittel belichtet wurde, und eine Abbildungseinrichtung (CCD) zum Detektieren eines Abbilds in der Fläche, die durch das optische System erfasst wird. Ein Abbildsignal, welches von dem Abbildungsmittel 6 ausgegeben wird, wird an das Steuermittel (nicht gezeigt) übertragen.
Unter Verwendung der Laserbearbeitungsvorrichtung 2, die wie oben beschrieben ausgestaltet ist, wird ein Schildtunnelausbildungsschritt in solch einer Art und Weise ausgeführt, dass ein gepulster Laserstrahl mit einer Transmissionswellenlänge hinsichtlich des plattenähnlichen Werkstücks 10 entlang der Kontur 101 von jedem Chip, der auszubilden ist, appliziert wird (die Kontur 101 ist vorausgehend auf der Vorderseite des plattenähnlichen Werkstücks 10 festgelegt, welches durch den Werkstückhalteschritt, der weiter oben erwähnt ist, bearbeitet wurde), wodurch eine Vielzahl von Schildtunnel innerhalb des plattenähnlichen Werkstücks 10 entlang der Kontur 101 von jedem auszuformenden Chip ausgebildet wird, wobei jeder Schildtunnel aus einem feinen Loch und einem amorphen Bereich, der um das feine Loch zum Abschirmen des feinen Lochs ausgebildet ist, ausgestaltet ist. Die Koordinaten der Kontur 101 von jedem auszubildenden Chip und die Koordinaten der Bearbeitungsstartposition 101a von jeder Kontur 101 werden zuvor in dem Speicher, welcher das Steuermittel (nicht gezeigt) ausgestaltet, das in der Laserbearbeitungsvorrichtung 2 vorgesehen ist, gespeichert. Bevor die Vielzahl von Schildtunneln entlang der Kontur 101 von jedem Chip, der auf dem plattenähnlichen Werkstück 2 vorgesehen ist, ausgebildet wird, wird das plattenähnliche Werkstück 10, das an das Schutzband T angebracht ist, auf dem Spanntisch 36 der Laserbearbeitungsvorrichtung 2, die in 2 gezeigt ist, in dem Zustand angeordnet, bei dem das Schutzband T in Kontakt mit der oberen Fläche des Spanntisches 36 ist. Anschließend wird das Saugmittel (nicht gezeigt) betrieben, um das plattenähnliche Werkstück 10 durch das Schutzband T auf dem Vakuumfutter 361 des Spanntisches 36 unter Saugen zu halten (Werkstückhalteschritt).
Nach Ausführen des Werkstückhalteschritts, welcher oben erwähnt wurde, betreibt das Steuermittel (nicht gezeigt) das erste Zuführmittel 37 und das zweite Zuführmittel 38, um den Spanntisch 36, welcher das plattenähnliche Werkstück 10 hält, so zu bewegen, dass die Bearbeitungsstartposition 101a der Kontur 101 eines Vorbestimmten der Vielzahl von Chips, die auf dem plattenähnlichen Werkstück 10 angeordnet sind, eine Position direkt unterhalb des Fokussiermittels 51 des Laserstrahlapplizierungsmittels 5 wird, wie in 3A gezeigt. Anschließend wird das Brennpunktpositionsanpassungsmittel (nicht gezeigt) betrieben, um das Fokussiermittel 51 in die Richtung entlang der optischen Achse der Fokussierlinse 511 so zu bewegen, dass der Brennpunkt eines gepulsten Laserstrahls LB, der durch die Fokussierlinse 511 zu fokussieren ist, an einer angestrebten Position entlang der Dickenrichtung des plattenähnlichen Werkstücks 10 eingestellt wird (Positionierschritt). In dieser bevorzugten Ausführungsform wird der Brennpunkt des gepulsten Laserstrahls LB innerhalb des plattenähnlichen Werkstücks 10 an einer angestrebten Position in der Nähe der oberen Fläche (Vorderseite 10a) festgelegt, zu welcher der gepulste Laserstrahl LB appliziert wird (beispielsweise bei der Tiefe von der Vorderseite 10a in Richtung der Rückseite 10b mit einem Abstand von 5 bis 10 μm).
Nach Ausführen des Positionierschritts, der weiter oben erwähnt wurde, wird das Laserstrahlapplizierungsmittel 5 betrieben, um den gepulsten Laserstrahl LB von dem Fokussiermittel 51 auf das plattenähnliche Werkstück 10, das durch den Spanntisch 36 gehalten wird, zu applizieren. Zur gleichen Zeit werden das erste Zuführmittel 37 und das zweite Zuführmittel 38 betrieben, um den Spanntisch 36 gemäß der Kontur 101 des vorbestimmten Chips, der auf dem plattenähnlichen Werkstück 10 angeordnet ist, zu bewegen. Wenn die Bearbeitungsstartposition 101a der Kontur 101 zu der Position direkt unterhalb des Fokussiermittels 51 zurückgeführt wird, wird die Applikation des gepulsten Laserstrahls LB gestoppt und der Betrieb des ersten Zuführmittels 37 und des zweiten Zuführmittels 38 ebenfalls gestoppt, um die Bewegung des Spanntischs 36 zu stoppen (Schildtunnelausbildungsschritt). Dieser Schildtunnelausbildungsschritt wird ähnlich für die Konturen 101 von all den Chips ausgeführt, die auf dem plattenähnlichen Werkstück 10 festgelegt sind.
Durch Ausführen des Schildtunnelausbildungsschritts, der weiter oben erwähnt wurde, werden eine Vielzahl von feinen Löchern 111 und eine Vielzahl von amorphen Regionen 112 so gezüchtet, dass diese sich von der Vorderseite 10a (obere Fläche), wo der Brennpunkt B des pulsten Laserstrahls LB angeordnet ist, zu der Rückseite 10b (untere Fläche) erstrecken, wie in 3B und 3C gezeigt, wobei die amorphen Bereiche 112 um die feinen Löcher 111 entsprechend ausgebildet werden. Im Ergebnis wird eine Vielzahl von amorphen Schildtunneln 110 innerhalb des plattenähnlichen Werkstücks 10 entlang der Kontur 101 von jedem Chip in vorbestimmten Intervallen ausgebildet, beispielsweise 10 μm Intervallen (= (Bearbeitungszuführgeschwindigkeit: 500 mm/sec)/(Wiederholungsfrequenz: 50 kHz)), wie in 3B gezeigt. Wie in 3C und 3D gezeigt, ist jeder Schildtunnel 110 aus dem feinen Zentralloch 111 mit einem Durchmesser von etwa 1 μm und dem amorphen Bereich 112, der um das feine Zentralloch 111 ausgebildet ist und einen Durchmesser von 10 μm aufweist, ausgebildet. In dieser bevorzugten Ausführungsform sind die amorphen Bereiche 112 von Benachbarten der vielen Schildtunnel 110 miteinander verbunden. Jeder amorphe Schildtunnel 110, der durch den Schildtunnelausbildungsschritt, der oben beschrieben wurde, ausgebildet wurde, erstreckt sich von der Vorderseite 10a (obere Fläche) des plattenähnlichen Werkstücks 10 zu der Rückseite 10b (untere Fläche) davon. Demnach ist es selbst wenn die Dicke des plattenähnlichen Werkstücks 10 groß ist ausreichend, einmal den gepulsten Laserstrahl LB entlang der Kontur 101 von jedem auszubildenden Chip anzulegen, sodass die Produktivität signifikant verbessert werden kann.
Um einen guten Schildtunnel 110 in dem Schildtunnelausbildungsschritt auszubilden ist es wichtig, dass der Wert (S), der durch Teilen der numerischen Apertur (NA) der Fokussierlinse 511 durch den Brechungsindex (N) des Einzelkristallsubstrat, wie eines Siliziumoxidglassubstrats und eines Saphirsubstrats, erhalten wird, in den Bereich von 0,05 bis 0,2 fällt, wie weiter oben beschrieben.
Es wird nun unter Bezugnahme auf 4 die Beziehung zwischen der numerischen Apertur (NA), dem Brechungsindex (N), und dem Wert (S = NA/N), der durch Teilen der numerischen Apertur (NA) durch den Brechungsindex (N) erhalten wird, beschrieben. Wie in 4 gezeigt, wird der gepulste Laserstrahl LB, welcher die Fokussierlinse 511 betritt, bei einem Winkel θ in Bezug auf die optische Achse der Fokussierlinse 511 fokussiert. In diesem Fall wird die numerische Apertur (NA) der Fokussierlinse 511 als sin(θ) (genauer gesagt NA = sin(θ)) ausgedrückt. Wenn der gepulste Laserstrahl LB, welcher durch die Fokussierlinse 511 fokussiert wird, auf das plattenähnliche Werkstück 10 als das Einzelkristallsubstrat appliziert wird, wird der gepulste Laserstrahl LB bei einem Winkel (α) in Bezug auf die optische Achse gebrochen, da die Dichte des Einzelkristallsubstrats, welches das plattenähnliche Werkstück 10 ausgestaltet, höher als jene von Luft ist, und anschließend an dem Brennpunkt P fokussiert. Dieser Winkel (α) in Bezug auf die optische Achse unterscheidet sich in Abhängigkeit des Brechungsindex (N) des Einzelkristallsubstrats, welches das plattenähnliche Werkstück 10 ausgestaltet. Da der Brechungsindex (N) als N = sin(θ)/sin(α) ausgedrückt wird, ergibt sich der Wert (S = NA/N), der durch Teilen der numerischen Apertur (NA) durch den Brechungsindex (N) des Einzelkristallsubstrats erhalten wird, zu sin(α). Demnach ist es wichtig, dass sin(α) in dem Bereich von 0,05 bis 0,2 (genauer gesagt 0,05 ≤ sin(α) ≤ 0,2) festgelegt wird.
Es wird nun beschrieben, warum der Wert (S = NA/N), der durch Teilen der numerischen Apertur (NA) der Fokussierlinse 511 durch den Brechungsindex (N) des Einzelkristallsubstrats erhalten wird, in dem Bereich von 0,05 bis 0,2 festgelegt wird.
(Beispiel 1-1)
Unter Verwendung eines Siliziumoxidglassubstrats (Brechungsindex: 1,45) mit einer Dicke von 500 μm als plattenähnliches Werkstück 10 wurde der Schildtunnelausbildungsschritt zum Ausbilden eines Schildtunnels unter den folgenden Bearbeitungsbedingungen durchgeführt, wobei bestimmt wurde, ob der Schildtunnel gut oder nicht ist.
Bearbeitungsbedingungen

Wellenlänge: 1064 nm
Wiederholungsfrequenz: 50 kHz
Pulsbreite: 10 ps
Durchnittsleistung: 2 W
Fokussierter Spotdurchmesser: 10 μm
Bearbeitungszuführgeschwindigkeit: 500 mm/sec

Numerische Apertur (NA) der Fokussierlinse	Guter/schlechter Zustand des Schildtunnels	S = NA/N
0,05	Schlecht: nicht ausgebildet	0,035
0,1	Gut	0,069
0,15	Gut	0,103
0,2	Gut	0,138
0,25	Gut	0,172
0,3	Eher Gut	0,207
0,35	Schlecht: Leerstellen erzeugt	0,241
0,4	Schlecht: Leerstellen erzeugt	0,276

Aus den oberen Ergebnissen ist ersichtlich, das in dem Fall, bei dem ein Siliziumoxidglassubstrat (Brechungsindex: 1,45) als das Einzelkristallsubstrat verwendet wird, ein guter Schildtunnel dadurch ausgebildet werden kann, dass die numerische Apertur (NA) der Fokussierlinse 511 zum Fokussieren des gepulsten Laserstrahls so festgelegt wird, dass der Wert (S = NA/N), der durch Teilen der numerischen Apertur (NA) durch den Brechungsindex (N) des Einzelkristallsubstrats erhalten wird, innerhalb des Bereichs von 0,05 bis 0,2 fällt. Demnach ist es wichtig, dass die numerische Apertur (NA) der Fokussierlinse 511 zum Fokussieren des gepulsten Laserstrahls in dem Fall, bei dem ein Siliziumoxidglassubstrat (Brechungsindex: 1,45) als das Einzelkristallsubstrat verwendet wird, in dem Bereich von 0,1 bis 0,25 festgelegt wird.
In dem Beispiel 1-1 wurde bestätigt, dass ein guter Schildtunnel ausgeformt werden kann, indem die numerische Apertur (NA) der Fokussierlinse 511 zum Fokussieren des gepulsten Laserstrahls so festgelegt wird, dass der Wert (S = NA/N), der durch Dividieren der numerische Apertur (NA) durch den Brechungsindex (N) des Einzelkristallsubstrats erhalten wird, in den Bereich von 0,05 bis 0,2 fällt.
(Beispiel 1-2)
Durch Verwenden eines Saphirsubstrats (AL₂O₃) (Brechungsindex 1,76) mit einer Dicke von 500 μm als das plattenähnliche Werkstück 10 wurde der Schildtunnelausbildungsschritt unter folgenden Bearbeitungsbedingungen ausgeführt, um einen Schildtunnel auszubilden, wobei bestimmt wurde, ob der Schildtunnel gut oder nicht gut ist.
Bearbeitungsbedingungen

Wellenlange: 1064 nm
Wiederholungsfrequenz: 50 kHz
Pulsbreite: 10 ps
Durchnittsleistung: 2 W
Fokussierter Spotdurchmesser: 10 μm
Bearbeitungszuführgeschwindigkeit: 500 mm/sec

Numerische Apertur (NA) der Fokussierlinse	Guter/schlechter Zustand des Schildtunnels	S = NA/N
0,05	Schlecht: nicht ausgebildet
0,1	Eher Gut	0,057
0,15	Gut	0,085
0,2	Gut	0,114
0,25	Gut	0,142
0,3	Gut	0,170
0,35	Gut	0,198
0,4	Schlecht	0,227
0,45	Schlecht: Leerstellen	erzeugt
0,5	Schlecht: Leerstellen	erzeugt
0,55	Schlecht: Leerstellen	erzeugt
0,6	Schlecht: Leerstellen	erzeugt

Aus den oberen Ergebnissen ist ersichtlich, dass in dem Fall, bei dem ein Saphirsubstrat (Brechungsindex: 1,76) als das Einzelkristallsubstrat verwendet wird, ein im Wesentlichen guter Schildtunnel ausgebildet werden kann, indem die numerische Apertur (NA) der Fokussierlinse 511 zum Fokussieren des gepulsten Laserstrahls so festgelegt wird, dass der Wert (S = NA/N), der durch Dividieren der numerischen Apertur (NA) durch den Brechungsindex (N) des Einzelkristallsubstrats erhalten wird, innerhalb des Bereichs von 0,05 bis 0,2 fällt. Demnach ist es wichtig, dass die numerische Apertur (NA) der Fokussierlinse 511 zum Fokussieren des gepulsten Laserstrahls so festgelegt wird, dass diese in den Bereich von 0,1 bis 0,35 fällt, wenn ein Saphirsubstrat (Brechungsindex: 1,76) als das Einzelkristallsubstrat verwendet wird.
Durch das Beispiel 1-2 wurde bestätigt, dass ein im Wesentlichen guter Schildtunnel ausgebildet werden kann, indem die numerische Apertur (NA) der Fokussierlinse 511 zum Fokussieren des gepulsten Laserstrahls so festgelegt wird, dass der Wert (S = NA/N), der durch Dividieren der numerischen Apertur (NA) durch den Brechungsindex (N) des Einzelkristallsubstrats erhalten wird, in den Bereich von 0,05 bis 0,2 fällt.
Nach Ausführen des Schildtunnelausbildungsschritts, der oben erwähnt wurde, wird ein Chipausbildungsschritt in solch einer Art und Weise ausgeführt, dass Ultraschallschwingungen an das plattenähnliche Werkstück 10 angelegt werden, um dadurch die Kontur 101 von jedem Chip zu brechen, wo die Schildtunnel 10 ausgebildet wurden, wodurch die mehreren Chips aus dem plattenähnlichen Werkstück 10 ausgebildet werden. Eine erste bevorzugte Ausführungsform des Chipausbildungsschritts wird nun unter Bezugnahme auf 5A bis 5C beschrieben.
In der ersten bevorzugten Ausführungsform des Chipausbildungsschritts wird das plattenähnliche Werkstück 10, welches durch den Schildtunnelausbildungsschritt, der oben erwähnt wurde, bearbeitet wurde, als erstes auf einem Silikongummitisch 7 in dem Zustand angeordnet, bei dem das Schutzband T, das an der Rückseite 10b des plattenähnlichen Werkstücks 10 angebracht ist, in Kontakt mit der oberen Fläche des Silikongummitischs 7 ist, wie in 5A gezeigt. Demnach wird das plattenähnliche Werkstück 10, welches durch das Schutzband T von dem Ringrahmen F getragen wird, auf dem Silikongummitisch 7 in dem Zustand angeordnet, bei dem die Vorderseite 10a des plattenähnlichen Werkstücks 10 nach oben ausgerichtet ist. Anschließend wird die untere Fläche eines Ultraschallvibrationsapplizierungspads 70 auf der Vorderseite 10a (obere Fläche) des plattenähnlichen Werkstücks 10 angeordnet, welches auf dem Silikongummitisch 7 durch das Schutzband T angeordnet ist, wie in 5B gezeigt. In diesem Zustand wird ein Ultraschallerzeugungsmittel (nicht gezeigt), das in dem Ultraschallvibrationsapplizierungspad 70 vorgesehen ist, betrieben, um Ultraschallvibration an das plattenähnliche Werkstück 10 anzulegen. Im Ergebnis wird die Kontur 101 von jedem Chip dort gebrochen, wo die Schildtunnel 110 ausgebildet wurden, um eine Vielzahl von einzelnen Chips 100 aus dem plattenähnlichen Werkstück 10 auszubilden, wie in 5C gezeigt. Anschließend können die Chips 100 von dem Schutzband T abgelöst und aufgenommen werden, wie in 6 gezeigt.
Eine zweite bevorzugte Ausführungsform des Chipausbildungsschritts wird nun unter Bezugnahme auf 7 bis 10C beschrieben. Die zweite bevorzuge Ausführungsform des Chipausbildungsschritts wird unter Verwendung einer Schildtunnelbrechvorrichtung 8, die in 7 bis 9 gezeigt ist, ausgeführt. 7 ist eine perspektivische Ansicht der Schildtunnelbrechvorrichtung 8, wobei 8 eine perspektivische Explosionsansicht eines wesentlichen Teils der Schildtunnelbrechvorrichtung 8 ist, die in 7 gezeigt ist.
Die Schildtunnelbrechvorrichtung 8 zum Ausführen der zweiten bevorzugten Ausführungsform des Chipausbildungsschritts umfasst eine Basis 81, einen ersten Tisch 82, der auf der Basis 81 so vorgesehen ist, dass dieser in die Richtung (Y-Richtung), die durch einen Pfeil Y in 7 gezeigt ist, bewegbar ist, und einen zweiten Tisch 83, der auf dem ersten Tisch 82 so vorgesehen ist, dass dieser in die Richtung (X-Richtung, die durch einen Pfeil X in 7 gezeigt, bewegbar ist, wobei die X-Richtung senkrecht zu der Y-Richtung ist, wie in 7 gezeigt. Die Basis 81 ist ein rechtwinkliges Element, wobei zwei parallele Führungsbahnen 811 und 812 auf der oberen Fläche der Basis 81 an deren gegenüberliegenden Seitenabschnitten so vorgesehen sind, dass diese sich in Y-Richtung erstrecken. Eine Führungsrille 811a mit einem Y-förmigen Querschnitt ist auf der oberen Fläche der Führungsbahn 811 ausgebildet.
Wie in 8 gezeigt ist der erste Tisch 82 ein rechtwinkliges Element wie ein Fensterrahmen, sodass eine rechteckige Öffnung 821 an dessen Zentralabschnitt ausgebildet ist. Eine Führungsbahn 822 zum gleitbaren Eingreifen mit der Führungsrille 811a der Führungsbahn 811 der Basis 81 ist auf der unteren Fläche des ersten Tischs 82 an dessen einem Endabschnitt vorgesehen. Ferner sind zwei parallele Führungsbahnen 823 und 824 auf der oberen Fläche des ersten Tischs 82 an dessen gegenüberliegenden Seitenabschnitten so vorgesehen, dass diese sich in die Richtung, welche senkrecht zu der Führungsbahn 822 ist, erstrecken. Eine Führungsrille 823a mit einem V-förmigen Querschnitt ist auf der oberen Fläche der Führungsbahn 823 ausgebildet. Wie 7 gezeigt, ist der erste Tisch 82 auf der Basis 81 verschiebbar in solch einer Art und Weise angebracht, dass die Führungsbahn 822 des ersten Tischs 82 verschiebbar mit der Führungsrille 811a Führungsbahn 811 der Basis 81 im Eingriff ist, wobei die untere Fläche des anderen Endabschnitts des ersten Tischs 82 verschiebbar auf der Führungsbahn 812 der Basis 81 angeordnet ist. Die Schildtunnelbrechvorrichtung 8 umfasst ferner ein erstes Bewegungsmittel 84 zum Bewegen des ersten Tischs 82 in die Y-Richtung entlang der Führungsbahnen 811 und 812 der Basis 81. Wie in 8 gezeigt, ist das erste Bewegungsmittel 84 aus einer Außengewindestange 841, die sich parallel zu der Führungsbahn 812 der Basis 81 erstreckt, einem Lager 842, dass auf der Basis 81 zum rotatorischen Stützen von einem Ende der Außengewindestange 841 vorgesehen ist, einem Schrittmotor 843, welcher mit dem anderen Ende der Außengewindestange 841 zum rotatorischen Antreiben der Außengewindestange 841 verbunden ist, und einem Innengewindeblock 834 ausgestaltet, der auf der unteren Fläche des ersten Tischs 82 vorgesehen und mit der Außengewindestange 841 übers Gewinde im Eingriff ist. Mit dieser Anordnung wird das erste Bewegungsmittel 84 in solch einer Art und Weise betrieben, dass, wenn der Schrittmotor 843 betrieben wird, um die Außengewindestange 841 zu rotieren, der erste Tisch 82 in die Y-Richtung, die 7 gezeigt ist, durch den Eingriff der Außengewindestange 841 mit dem Innengewindeblock 834 bewegt wird.
Wie in 8 gezeigt, ist der zweite Tisch 83 ein rechtwinkliges Element mit einem kreisförmigen Loch 831 an dessen Zentralabschnitt. Eine Führungsbahn 832 zum verschiebbaren Eingreifen mit der Führungsrille 823a der Führungsbahn 823 des ersten Tischs 82 ist auf der unteren Fläche des zweiten Tischs 83 an dessen einem Endabschnitt vorgesehen. Wie in 7 gezeigt, ist der zweite Tisch 83 verschiebbar auf dem ersten Tisch 82 in solch einer Art und Weise angebracht, dass die Führungsbahn 832 des zweiten Tischs 83 verschiebbar mit der Führungsrille 823a der Führungsbahn 823 des ersten Tischs 82 im Eingriff ist, wobei die untere Fläche des anderen Endabschnitts des zweiten Tischs 83 verschiebbar auf der Führungsbahn 824 des ersten Tischs 82 angeordnet ist. Die Schildtunnelbrechvorrichtung 8 umfasst ferner ein zweites Bewegungsmittel 85 zum Bewegen des zweiten Tischs 83 in die X-Richtung entlang der Führungsbahnen 823 und 824 des ersten Tischs 82. Wie in 8 gezeigt, ist das zweite Bewegungsmittel 85 aus einer Außengewindestange 851, welche sich parallel zu der Führungsbahn 824 des ersten Tischs 82 erstreckt, einem Lager 852, das auf dem ersten Tisch 82 zum rotatorischen Stützen von einem Ende der Außengewindestange 851 vorgesehen ist, einem Schrittmotor 853, der mit dem anderen Ende der Außengewindestange 851 zum rotatorischen Antreiben der Außengewindestange 851 verbunden ist, und einem Innengewindeblock 854, der auf der unteren Fläche des zweiten Tischs 83 vorgesehen ist und übers Gewinde mit der Außengewindestange 851 im Eingriff ist, ausgestaltet. Mit dieser Anordnung wird das zweite Bewegungsmittel 85 in solch einer Art und Weise betrieben, dass, wenn der Schrittmotor 853 betrieben wird, um die Außengewindestange 851 zu rotieren, der zweite Tisch 83 in die X-Richtung, die in 7 gezeigt ist, durch den Eingriff der Außengewindestange 851 mit dem Innengewindeblock 854 bewegt wird.
Die Schildtunnelbrechvorrichtung 8 umfasst ferner ein Rahmenhaltemittel 86 zum Halten des Ringrahmens F. Wie 7 und 9 gezeigt, ist das Rahmenhaltemittel 86 aus einem zylindrischen Abschnitt 861, einem Ringrahmenhalteabschnitt 862, der an dem oberen Ende des zylindrischen Abschnitts 861 ausgebildet ist, einem Anbringabschnitt 863, der an dem unteren Ende des zylindrischen Abschnitts 861 ausgebildet ist, und einem ringförmigen Stützflanschabschnitt 864, der an der oberen Seite des Anbringabschnitts 863 ausgebildet, ausgestaltet. Der zylindrische Abschnitt 861 weist einen inneren Durchmesser auf, welcher kleiner als der innere Durchmesser des Ringrahmens F und größer als der äußere Durchmesser des plattenähnlichen Werkstücks 10 ist, welches durch das Schutzband T an dem Ringrahmen F abgestützt wird. Der ringförmige Rahmenhalteabschnitt 862 ist an dem oberen Ende des zylindrischen Abschnitts 861 so ausgebildet, dass dieser radial nach außen hervorsteht, sodass die obere Fläche des Ringrahmenhalteabschnitts 862 als eine Anbringfläche 862a zum Anbringen des Ringrahmen F darauf fungiert. Der Ringrahmenhalteabschnitt 862 ist mit einer Vielzahl von Klemmen 865 zum Fixieren des Ringrahmens F, welcher auf der Anbringfläche 820a angebracht ist, versehen. Der Anbringabschnitt 863 ist drehbar mit dem kreisförmigen Loch 831 des zweiten Tischs 83 in solch einer Art und Weise im Eingriff, dass die äußere Umfangsfläche des Anbringabschnitts 863 mit der inneren Umfangsfläche des kreisförmigen Lochs 831 in Kontakt ist. Der ringförmige Stützflanschabschnitt 864 ist auf der oberen Seite des Anbringabschnitts 863 so ausgebildet, dass dieser radial nach außen hervorsteht, sodass der ringförmige Stützflanschabschnitt 864 auf dem zweiten Tisch 83 in dem Zustand angebracht ist, bei dem der Anbringabschnitt 863 mit den kreisförmigen Loch 831 des zweiten Tischs 83 im Eingriff ist.
Die Schildtunnelbrechvorrichtung 8 umfasst ferner ein Ultraschallschwingungsapplizierungsmittel 87 zum Anlegen von Ultraschallschwingungen an das plattenähnliche Werkstück 10, welches durch das Schutzband T an dem Ringrahmen F, der auf dem Ringrahmenhalteabschnitt 862 des Rahmenhaltemittels 86 gehalten wird, gestützt wird. Wie in 7 und 8 gezeigt, ist das Ultraschallschwingungsapplizierungsmittel 87 auf der Basis 81 vorgesehen und innerhalb des Rahmenhaltemittels 86 angeordnet. Wie in 8 gezeigt, ist das Ultraschallschwingungsapplizierungsmittel 87 aus einem Luftzylinder 871, der auf der Basis 81 vorgesehen ist, und einem Ultraschallvibrator 873, der an dem oberen Ende einer Kolbenstange 872, welche den Luftzylinder 871 ausgestaltet, vorgesehen ist, ausgebildet. Der Ultraschallvibrator 873 wird in solch einer Art und Weise betrieben, dass eine Hochfrequenzspannung mit einer vorbestimmten Frequenz von einem Hochfrequenzspannungsapplizierungsmittel (nicht gezeigt) an den Ultraschallvibrator 873 angelegt wird. Während der Ultraschallvibrator 873 in dieser bevorzugten Ausführungsform eine Kugelform aufweist, kann der Ultraschallvibrator 873 kreisförmig oder halbzylindrischförmig sein.
Die Schildtunnelbrechvorrichtung 8 umfasst ferner ein Kaltluftblasmittel 88 zum Blasen von kalter Luft gegen das plattenähnliche Werkstück 10, welches durch das Schutzband T an dem Ringrahmen F gestützt wird, welcher durch das Rahmenhaltemittel 86 gehalten wird. Das Kaltluftblasmittel 88 umfasst einen Schwingarm 881, welcher auf der Basis 81 vorgesehen ist, und eine Kaltluftdüse 882, die an dem vorderen Ende des Schwingarms 881 angebracht ist. Die Kaltluftdüse 882 ist mit einem Kaltluftzuführmittel (nicht gezeigt) verbunden. Der Schwingarm 881 ist horizontal durch ein nicht gezeigtes Antriebsmittel schwingbar. Der Schwingarm 881 ist ebenfalls vertikal bewegbar.
Die Schildtunnelbrechvorrichtung 8 umfasst ferner ein Abbildungsmittel 89 zum Abbilden des plattenähnlichen Werkstücks 10, welches durch das Schutzband T an dem Ringrahmen F gestützt wird, der durch das Rahmenhaltemittel 86 gehalten wird. Das Abbildungsmittel 89 umfasst ein optisches System, eine Abbildungseinrichtung etc. Ein Luftzylinder 891 ist auf der Basis 81 vorgesehen, wobei ein L-förmiges Stützelement 892 mit dem Luftzylinder 891 so verbunden ist, dass dieses vertikal durch den Luftzylinder 891 bewegbar ist. Das Abbildungsmittel 89 ist an dem vorderen Ende des L-förmigen Stützelements 891 angebracht und oberhalb des Ringrahmenhalteabschnitts 862 des Rahmenhaltemittels 86 angeordnet. Das Abbildungsmittel 89 funktioniert derart, dass dieses das plattenähnlichen Werkstück 10 abbildet, das durch das Schutzband T an dem Ringrahmen F abgestützt wird, welcher auf dem Ringrahmenhalteabschnitt 862 gehalten wird. Ein Abbildungssignal, das von dem Abbildungsmittel 89 ausgegeben wird, wird an ein nicht gezeigtes Steuermitteln übertragen.
Der Betrieb der Schildtunnelbrechvorrichtung 8, die wie oben beschrieben ausgestaltet ist, wird nun unter Bezugnahme auf hauptsächlich 10A bis 10C beschrieben. Wie in 10A gezeigt, ist der Ringrahmen F, welcher das plattenähnliche Werkstück 10 durch das Schutzband T stützt (plattenähnliche Werkstück 10 weist bereits Schildtunnel 110 auf), auf der Anbringfläche 862a des Ringrahmenhalteabschnitts 862 angebracht, welcher das Rahmenhaltemittel 86 ausgestaltet, und wird anschließend an dem Ringrahmenhalteabschnitt 862 durch die Klemmen 865 befestigt.
Anschließend werden das Abbildungsmittel 89 und das Steuermittel (nicht gezeigt) betrieben, um die Mittelposition der Kontur 101 von jedem Chip, entlang welcher die Schildtunnel 110 in dem Schildtunnelausbildungsschritt in dem plattenähnlichen Werkstück 10 ausgebildet wurden, zu bestimmen und anschließend die Mittelposition, die wie weiter bestimmt wurde, in einem Speicher zu speichern, welcher in dem Steuermittel umfasst. Die Mittelposition der Kontur 101 von jedem Chip kann durch ein Verfahren bestimmt werden, welches die Schritte zum Betreiben des ersten Bewegungsmittels 84 und des zweiten Bewegungsmittels 85 umfasst, um die Mitte der Kontur 101 von jedem Chip mit der Mitte des Abbildungsmittels 89 auszurichten und anschließend die Anzahl von Pulsen zu zählen, welche an den Schrittmotor 843 des ersten Bewegungsmittels 84 angelegt wurde, und die Anzahl von Pulsen, welche an den Schrittmotor 853 des zweiten Bewegungsmittel 85 angelegt wurde, um dadurch die X- und Y-Koordinaten der Mittelposition der Kontur 101 von jedem Chip in Abhängigkeit der Anzahl von Pulsen, die wie weiter oben beschrieben gezählt wurden, zu bestimmen (Ausrichtungsschritt).
Nach Ausführen des Ausrichtungsschritts, der oben erwähnt wurde, betreibt das Steuermittel (nicht gezeigt) das Kaltluftblasmittel 88, um dadurch die Kaltluftdüse 882 direkt oberhalb des Ultraschallvibrators 873 des Ultraschallvibrationsapplizierungsmittels 87 anzuordnen. Anschließend wird die Kaltluftdüse 882 zu einer Vertikalposition direkt oberhalb der oberen Fläche des plattenähnlichen Werkstücks 10 mit einem vorbestimmten Raum, der dazwischen ausgebildet ist, abgesenkt, wie in 10A gezeigt. Daraufhin werden das erste Bewegungsmittel 84 und das zweite Bewegungsmittel 85 gemäß den Daten, die in dem Speicher des Steuermittels (nicht gezeigt) gespeichert sind, betrieben, um dadurch die Mittelposition der Kontur 101 von einem Vorbestimmten der Chips, die in dem plattenähnlichen Werkstück 10 auszubilden sind, zu der Position direkt oberhalb des Ultraschallvibrators 873 des Ultraschallvibrationsapplizierungsmittels 87 festzulegen. Anschließend wird der Luftzylinder 871 betrieben, um das obere Ende des Ultraschallvibrators 873 mit dem Schutzband T, welches an der unteren Fläche des plattenähnlichen Werkstücks 10 angebracht ist, in Kontakt zu bringen, wie in 10A gezeigt. Daraufhin wird Kaltluft von der Kaltluftdüse 882 des Kaltluftblasmittels 88 ausgeblasen und eine Hochfrequenzspannung mit einer vorbestimmten Frequenz an den Ultraschallvibrator 873 angelegt, um Ultraschallvibrationen in dem Ultraschallvibrator 873 zu erzeugen, wie in 10B gezeigt.
Im Ergebnis werden die Schildtunnel 10, die entlang der Kontur 101 des vorbestimmten Chips, der auf dem plattenähnlichen Werkstück 10 festgelegt ist, ausgebildet sind, durch die Ultraschallvibration gebrochen, um einen Chip 100 auszubilden, wie in 10B gezeigt. Dieser Chipausbildungsschritt wird in ähnlicher Weise für die Konturen 101 von all den anderen Chips, die auf dem plattenähnlichen Werkstück 10 angeordnet sind, ausgeführt. Zu dieser Zeit wird die Fläche innerhalb der Kontur 101 von jedem Chip durch die Kaltluft, die von der Kaltluftdüse 882 ausgeblasen wird, gekühlt, sodass diese Fläche sich zusammenzieht, um dadurch das Brechen der Schildtunnel 110 zu beschleunigen. Nachdem die mehreren Schildtunnel 110, welche entlang der Kontur 101 von jedem Chip, der auf dem plattenähnlichen Werkstück 10 festgelegt ist, ausgebildet sind, gebrochen wurden, um die einzelnen Chips 110, wie weiter oben beschrieben, auszubilden, kann jeder Chip 100 abgepellt und von dem Schutzband T aufgenommen werden, wie in 10C gezeigt.
Wie weiter oben beschrieben, umfasst das Chipherstellungsverfahren in dieser bevorzugten Ausführungsform den Schildtunnelausbildungsschritt zum Applizieren eines gepulsten Laserstrahls mit einer Transmissionswellenlänge zu dem plattenähnlichen Werkstück 10 von dem Fokussiermittel 51, welches in dem gepulsten Laserstrahlapplizierungsmittel 5 umfasst ist, entlang der Kontur 101 von jedem auszubildenden Chip in dem Zustand, wo der Brennpunkt des gepulsten Laserstrahls zu einer vorbestimmten Tiefe von der oberen Fläche des plattenähnlichen Werkstücks 10 festgelegt wird, wodurch die mehreren Schildtunnel 110 innerhalb des plattenähnlichen Werkstücks entlang der Kontur 101 von jedem auszubildenden Chip ausgebildet werden, wobei jeder Schildtunnel 110 aus dem feinen Loch 111 und dem amorphen Bereich 112, der um das feine Loch 111 zum Schützen des feinen Lochs 111 ausgebildet ist, ausgestaltet ist, und den Chipausbildungsschritt zum Anlegen von Ultraschallvibration an das plattenähnliche Werkstück 10, welches durch den Schildtunnelausbildungsschritt bearbeitet wurde, um dadurch die Kontur 101 von jedem Chip dort zu brechen, wo die Schildtunnel 110 ausgebildet wurden, wodurch die mehreren Chips 100 aus dem plattenähnlichen Werkstück 10 ausgebildet werden. Demnach kann ein Chip mit einer gewünschten Form in einer kurzen Zeit durch das Chipherstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung verglichen mit dem herkömmlichen Chipherstellungsverfahren hergestellt werden.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Details der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen beschränkt. Der Umfang der Erfindung wird durch die begleitenden Ansprüche definiert, wobei alle Veränderungen und Modifikationen, die in die Äquivalenz des Umfangs der Ansprüche fallen, durch diesen umfasst sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2012-148955 [0002]
JP 2013-71854 [0002]

Claims

Chipherstellungsverfahren zum Ausbilden eines Chips mit einer gewünschten Form aus einem plattenähnlichen Werkstück, wobei das Chipherstellungsverfahren umfasst: einen Schildtunnelausbildungsschritt zum Applizieren eines gepulsten Laserstrahls mit einer Transmissionswellenlänge zu dem plattenähnlichen Werkstück von einem Fokussiermittel, welches in einem gepulsten Laserstrahlapplizierungsmittel umfasst ist, entlang einer Kontur des auszubildenden Chips in einem Zustand, bei dem der Brennpunkt des gepulsten Laserstrahls zu einer vorbestimmten Tiefe von einer oberen Fläche des plattenähnlichen Werkstücks festgelegt ist, wodurch eine Vielzahl von Schildtunneln innerhalb des plattenähnlichen Werkstücks entlang der Kontur des auszubildenden Chips ausgebildet wird, wobei jeder Schildtunnel aus einem feinen Loch und einem amorphen Bereich, der um das feine Loch zum Schützen des feinen Lochs ausgebildet ist, ausgestaltet ist; und einen Chipausbildungsschritt zum Anlegen von Ultraschallvibration an das plattenähnliche Werkstück, das durch den Schildtunnelausbildungsschritt bearbeitet wurde, um dadurch die Kontur des Chips dort zu brechen, wo die Schildtunnel ausgebildet wurden, wodurch der Chip aus dem plattenähnlichen Werkstück ausgebildet wird.
Chipherstellungsverfahren nach Anspruch 1, bei dem die numerische Apertur (NA) einer Fokussierlinse, die in dem Fokussiermittel umfasst ist, so festgelegt wird, dass ein Wert, welcher durch Dividieren der numerischen Apertur (NA) der Fokussierlinse durch den Brechungsindex (N) des plattenähnlichen Werkstücks erhalten wird, in den Bereich von 0,05 bis 0,2 fällt.
Chipherstellungsverfahren nach Anspruch 2, bei dem das plattenähnliche Werkstück ein Siliziumoxidglassubstrat umfasst, wobei die numerische Apertur (NA) der Fokussierlinse zu 0,1 bis 0,25 festgelegt wird.
Chipherstellungsverfahren Anspruch 2, bei dem das plattenähnliche Werkstück ein Saphirsubstrat umfasst, wobei die numerische Apertur (NA) der Fokussierlinse zu 0,1 bis 0,35 festgelegt wird.