JPH11342483A - 基板の加工方法及びその加工装置 - Google Patents
基板の加工方法及びその加工装置Info
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- JPH11342483A JPH11342483A JP10112050A JP11205098A JPH11342483A JP H11342483 A JPH11342483 A JP H11342483A JP 10112050 A JP10112050 A JP 10112050A JP 11205098 A JP11205098 A JP 11205098A JP H11342483 A JPH11342483 A JP H11342483A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B33/00—Severing cooled glass
- C03B33/09—Severing cooled glass by thermal shock
- C03B33/091—Severing cooled glass by thermal shock using at least one focussed radiation beam, e.g. laser beam
- C03B33/093—Severing cooled glass by thermal shock using at least one focussed radiation beam, e.g. laser beam using two or more focussed radiation beams
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/70—Auxiliary operations or equipment
- B23K26/702—Auxiliary equipment
- B23K26/705—Beam measuring device
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B33/00—Severing cooled glass
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- C03B33/091—Severing cooled glass by thermal shock using at least one focussed radiation beam, e.g. laser beam
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- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】小形化、軽量化が図れ、高寸法精度の基板が得
られる、基板の加工方法及びその加工装置を提供する。 【解決手段】カッター2による非金属材料基板1上の罫
書き線は、幅が狭く、かつ浅く形成され、その罫書き線
にCO2 レーザビームを照射することにより亀裂9−1
〜9−4が発生して容易に割断することができるので、
高寸法精度で非金属材料基板1の加工を行うことができ
るだけでなく、罫書き線形成時のチッピングの発生を最
小限に抑えることができる。また、CO2 レーザ装置1
1が固定配置されているので、CO2 レーザ装置11を
X方向に移動させる移動ステージに搭載して移動させる
必要がなく、加工装置の小形化、軽量化が図れる。
られる、基板の加工方法及びその加工装置を提供する。 【解決手段】カッター2による非金属材料基板1上の罫
書き線は、幅が狭く、かつ浅く形成され、その罫書き線
にCO2 レーザビームを照射することにより亀裂9−1
〜9−4が発生して容易に割断することができるので、
高寸法精度で非金属材料基板1の加工を行うことができ
るだけでなく、罫書き線形成時のチッピングの発生を最
小限に抑えることができる。また、CO2 レーザ装置1
1が固定配置されているので、CO2 レーザ装置11を
X方向に移動させる移動ステージに搭載して移動させる
必要がなく、加工装置の小形化、軽量化が図れる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、非金属材料基板か
ら多数個のチップを切り出す基板の加工方法及びその加
工装置に関する。
ら多数個のチップを切り出す基板の加工方法及びその加
工装置に関する。
【0002】
【従来の技術】セラミックスやガラス、半導体等の非金
属材料基板を数mmから十数mmの方形サイズのチップに高
寸法精度で切断する技術が重要になってきた。従来、こ
のような切断方法として、ダイシング加工法やスクライ
バーによるキズ付け後に応力を加えて割る方法が用いら
れてきた。
属材料基板を数mmから十数mmの方形サイズのチップに高
寸法精度で切断する技術が重要になってきた。従来、こ
のような切断方法として、ダイシング加工法やスクライ
バーによるキズ付け後に応力を加えて割る方法が用いら
れてきた。
【0003】近年、特開平3−258476号公報に、
ガラスの一方あるいは両方の面に連続した罫書き線を形
成し、その罫書き線上にレーザ光を照射して割断する方
法が開示されている。
ガラスの一方あるいは両方の面に連続した罫書き線を形
成し、その罫書き線上にレーザ光を照射して割断する方
法が開示されている。
【0004】また、特開平5−221673号公報に、
脆性材料製の板体の外周部に部分的切断溝を形成し、こ
の溝を始点とする割断目標ラインに沿って割断用加熱体
を移動させながら部分的切断溝を始点とする板体の割断
を進展させる割断工法において、板体表面に予め微細な
加工溝をダイヤモンド工具あるいは噴射加工等によって
形成しておく方法が開示されている。
脆性材料製の板体の外周部に部分的切断溝を形成し、こ
の溝を始点とする割断目標ラインに沿って割断用加熱体
を移動させながら部分的切断溝を始点とする板体の割断
を進展させる割断工法において、板体表面に予め微細な
加工溝をダイヤモンド工具あるいは噴射加工等によって
形成しておく方法が開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
切断方法及びその切断装置には、以下のような問題点が
あった。
切断方法及びその切断装置には、以下のような問題点が
あった。
【0006】(1) ダイシングによる加工方法は、水を吹
き付けながら行うウェット式切断方法であるために、チ
ップ上に形成された電気回路や光回路等にダメージを与
え易く、チップの電気的あるいは光学的劣化を招く。ま
た端面にチッピングを生じたり、切断面に凹凸を生じさ
せるといった問題点もある。さらに装置コストが高価で
ある。
き付けながら行うウェット式切断方法であるために、チ
ップ上に形成された電気回路や光回路等にダメージを与
え易く、チップの電気的あるいは光学的劣化を招く。ま
た端面にチッピングを生じたり、切断面に凹凸を生じさ
せるといった問題点もある。さらに装置コストが高価で
ある。
【0007】(2) スクライビングと応力付加との併用方
式も応力付加による割れ方の歩留りが悪く、所望のキズ
線上に沿って割れる確率に問題があることと、余分な箇
所にクラックが入ったり、長期的にクラックが進展して
チップの電気的あるいは光学的性能の劣化を招く。
式も応力付加による割れ方の歩留りが悪く、所望のキズ
線上に沿って割れる確率に問題があることと、余分な箇
所にクラックが入ったり、長期的にクラックが進展して
チップの電気的あるいは光学的性能の劣化を招く。
【0008】(3) 罫書き線(あるいは切断溝)上にレー
ザ光(あるいは加熱体)を照射(あるいは移動)しなが
ら基板を割断する方法及び装置には次のような問題点が
あった。すなわち、罫書き線(あるいは切断溝)を形成
した後、しばらくたってからレーザ光照射(あるいは加
熱体の移動)しながら割断すると、罫書き線(あるいは
切断溝)から無数のマイクロクラックが生じ、それが四
方に拡がるために割断面に多数のマイクロクラックが生
じることと、大きな凹凸が生じることがわかった。
ザ光(あるいは加熱体)を照射(あるいは移動)しなが
ら基板を割断する方法及び装置には次のような問題点が
あった。すなわち、罫書き線(あるいは切断溝)を形成
した後、しばらくたってからレーザ光照射(あるいは加
熱体の移動)しながら割断すると、罫書き線(あるいは
切断溝)から無数のマイクロクラックが生じ、それが四
方に拡がるために割断面に多数のマイクロクラックが生
じることと、大きな凹凸が生じることがわかった。
【0009】(4) 本発明者もCO2 レーザ装置とスクラ
イバ装置とを併用させた装置を作り、罫書き線の形成と
その上へのCO2 レーザ光の照射による基板の割断を行
ってみたが、装置コストが極めて高くつくという問題が
生じた。また割断の寸法精度が非常に悪いという問題点
が生じた。その理由は、上記方法には連続発振出力とし
て100W程度のCO2 レーザ装置を必要とするが、こ
のような中出力の装置は重量が100kg程あり、しかも
長さが約1.5m、高さが約60cm、幅が約30cmある
ため、このような大型の装置を移動ステージの上に載せ
て移動させると高い精度が得られない。
イバ装置とを併用させた装置を作り、罫書き線の形成と
その上へのCO2 レーザ光の照射による基板の割断を行
ってみたが、装置コストが極めて高くつくという問題が
生じた。また割断の寸法精度が非常に悪いという問題点
が生じた。その理由は、上記方法には連続発振出力とし
て100W程度のCO2 レーザ装置を必要とするが、こ
のような中出力の装置は重量が100kg程あり、しかも
長さが約1.5m、高さが約60cm、幅が約30cmある
ため、このような大型の装置を移動ステージの上に載せ
て移動させると高い精度が得られない。
【0010】そこで、スクライビング用のダイヤモンド
カッター(あるいは超硬カッター)とCO2 レーザ装置
からのレーザ光照射系を固定配置し、非金属材料基板を
XYθステージ上に載置し、非金属材料基板をX方向、
Y方向に移動させて割断しなければならなかったためで
ある(θはX方向とY方向とを微調整するために用いら
れる)。すなわち、X、Y、θの各ステージを3段積み
重ね式にしなければならず、そのため、それぞれのステ
ージ移動用ボールネジの不完全性やそれぞれのステージ
の平坦度、ガタ、さらにはパルスモータの分解能等によ
り、割断幅が拡がり、割断寸法精度が低下した。また装
置のコストも一方向移動装置の3倍近いコストになって
しまった。さらに極めて大規模サイズの装置になってし
まった。
カッター(あるいは超硬カッター)とCO2 レーザ装置
からのレーザ光照射系を固定配置し、非金属材料基板を
XYθステージ上に載置し、非金属材料基板をX方向、
Y方向に移動させて割断しなければならなかったためで
ある(θはX方向とY方向とを微調整するために用いら
れる)。すなわち、X、Y、θの各ステージを3段積み
重ね式にしなければならず、そのため、それぞれのステ
ージ移動用ボールネジの不完全性やそれぞれのステージ
の平坦度、ガタ、さらにはパルスモータの分解能等によ
り、割断幅が拡がり、割断寸法精度が低下した。また装
置のコストも一方向移動装置の3倍近いコストになって
しまった。さらに極めて大規模サイズの装置になってし
まった。
【0011】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、小形化、軽量化が図れ、高寸法精度の基板が得られ
る、基板の加工方法及びその加工装置を提供することに
ある。
し、小形化、軽量化が図れ、高寸法精度の基板が得られ
る、基板の加工方法及びその加工装置を提供することに
ある。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の基板の加工方法は、非金属材料基板から多数
個のチップを切り出す基板の加工方法において、ステー
ジ上に非金属材料基板を固定し、ステージの基台から離
隔固定配置されたCO2 レーザ装置からのCO2 レーザ
ビームの伝搬路長を変化させることにより、非金属材料
基板に照射するCO2 レーザビームの照射位置を移動さ
せて非金属材料基板を割断するものである。
に本発明の基板の加工方法は、非金属材料基板から多数
個のチップを切り出す基板の加工方法において、ステー
ジ上に非金属材料基板を固定し、ステージの基台から離
隔固定配置されたCO2 レーザ装置からのCO2 レーザ
ビームの伝搬路長を変化させることにより、非金属材料
基板に照射するCO2 レーザビームの照射位置を移動さ
せて非金属材料基板を割断するものである。
【0013】上記構成に加え本発明の基板の加工方法
は、非金属材料基板から多数個のチップを切り出す基板
の加工方法において、Y方向移動機構によりY軸方向に
移動自在なステージ上に上記非金属材料基板を真空吸着
機構により貼り付け、非金属材料基板上にカッターを圧
接し、そのカッターをX方向移動機構によりX軸方向に
移動させて罫書き線を形成すると共に、ステージの基台
から離隔固定配置されたCO2 レーザ装置からのCO2
レーザビームをCO2 レーザ平行ビーム光の伝搬路長可
変機構、全反射ミラー、集光レンズを通して上記カッタ
ーの直後から上記罫書き線に沿ってX軸方向に追従移動
させて非金属材料基板を割断するものである。
は、非金属材料基板から多数個のチップを切り出す基板
の加工方法において、Y方向移動機構によりY軸方向に
移動自在なステージ上に上記非金属材料基板を真空吸着
機構により貼り付け、非金属材料基板上にカッターを圧
接し、そのカッターをX方向移動機構によりX軸方向に
移動させて罫書き線を形成すると共に、ステージの基台
から離隔固定配置されたCO2 レーザ装置からのCO2
レーザビームをCO2 レーザ平行ビーム光の伝搬路長可
変機構、全反射ミラー、集光レンズを通して上記カッタ
ーの直後から上記罫書き線に沿ってX軸方向に追従移動
させて非金属材料基板を割断するものである。
【0014】上記構成に加え本発明の基板の加工方法
は、CO2 レーザ装置からのレーザビームをX軸方向に
追従移動させる方法として、CO2 レーザ装置と全反射
ミラーとの間を伝搬する平行ビーム光の伝搬路長を可変
できる機構を設けることによって実現するようにしても
よい。
は、CO2 レーザ装置からのレーザビームをX軸方向に
追従移動させる方法として、CO2 レーザ装置と全反射
ミラーとの間を伝搬する平行ビーム光の伝搬路長を可変
できる機構を設けることによって実現するようにしても
よい。
【0015】上記構成に加え本発明の基板の加工方法
は、ステージに回転機構を付加すると共にステージを9
0°回転させることにより、非金属材料基板を格子状に
割断するようにしてもよい。
は、ステージに回転機構を付加すると共にステージを9
0°回転させることにより、非金属材料基板を格子状に
割断するようにしてもよい。
【0016】上記構成に加え本発明の基板の加工方法
は、非金属材料基板の表面にガスを吹き付けながら非金
属材料基板を割断するのが好ましい。
は、非金属材料基板の表面にガスを吹き付けながら非金
属材料基板を割断するのが好ましい。
【0017】上記構成に加え本発明の基板の加工方法
は、非金属材料基板の表面に吹き付けられたガスを強制
的に排気しながら非金属材料基板を割断するのが好まし
い。
は、非金属材料基板の表面に吹き付けられたガスを強制
的に排気しながら非金属材料基板を割断するのが好まし
い。
【0018】上記構成に加え本発明の基板の加工方法
は、非金属材料基板の表面へのカッターによる罫書き線
は、非金属材料基板上に部分的に形成されるようにして
もよい。
は、非金属材料基板の表面へのカッターによる罫書き線
は、非金属材料基板上に部分的に形成されるようにして
もよい。
【0019】上記構成に加え本発明の基板の加工方法
は、非金属材料基板のX軸方向の両端面にダミー基板を
接するように配置してダミー基板ごと非金属材料基板を
割断するようにしてもよい。
は、非金属材料基板のX軸方向の両端面にダミー基板を
接するように配置してダミー基板ごと非金属材料基板を
割断するようにしてもよい。
【0020】本発明の基板の加工装置は、非金属材料基
板から多数個のチップを切り出す基板の加工装置におい
て、非金属材料基板が載置されるステージと、ステージ
上に非金属材料基板を固定する固定機構と、ステージの
基台から離隔固定配置され非金属材料基板を割断するた
めのCO2 レーザビームを発するCO2 レーザ装置と、
CO2 レーザ装置から発せされたCO2 レーザビームを
非金属材料基板に照射させると共にCO2 レーザビーム
の伝搬路長を変化させることにより非金属材料基板への
照射位置を移動させるガイド機構を備えたものである。
板から多数個のチップを切り出す基板の加工装置におい
て、非金属材料基板が載置されるステージと、ステージ
上に非金属材料基板を固定する固定機構と、ステージの
基台から離隔固定配置され非金属材料基板を割断するた
めのCO2 レーザビームを発するCO2 レーザ装置と、
CO2 レーザ装置から発せされたCO2 レーザビームを
非金属材料基板に照射させると共にCO2 レーザビーム
の伝搬路長を変化させることにより非金属材料基板への
照射位置を移動させるガイド機構を備えたものである。
【0021】上記構成に加え本発明の基板の加工装置
は、非金属材料基板から多数個のチップを切り出す基板
の加工装置において、非金属材料基板が載置されるステ
ージと、ステージ上に非金属材料基板を真空吸着する吸
着機構と、ステージをY軸方向に移動させるY方向移動
機構と、非金属材料基板に罫書き線を形成するためのカ
ッターと、カッターを上記非金属材料基板上に圧接させ
てX軸方向に移動させるX方向移動機構と、ステージの
基台から離隔固定配置され非金属材料基板を割断するた
めのCO2 レーザビームを発するCO2 レーザ装置と、
X方向移動機構に設けられCO2 レーザ装置からのCO
2 レーザビームをCO2 レーザ平行ビーム光の伝搬路長
可変機構、全反射ミラー、集光レンズを通してカッター
の直後から罫書き線に沿ってX軸方向に追従移動させる
ガイド機構とを備えたものである。上記構成に加え本発
明の基板の加工装置は、ステージに、ステージをθ方向
に回転させる回転機構を設けるのが好ましい。
は、非金属材料基板から多数個のチップを切り出す基板
の加工装置において、非金属材料基板が載置されるステ
ージと、ステージ上に非金属材料基板を真空吸着する吸
着機構と、ステージをY軸方向に移動させるY方向移動
機構と、非金属材料基板に罫書き線を形成するためのカ
ッターと、カッターを上記非金属材料基板上に圧接させ
てX軸方向に移動させるX方向移動機構と、ステージの
基台から離隔固定配置され非金属材料基板を割断するた
めのCO2 レーザビームを発するCO2 レーザ装置と、
X方向移動機構に設けられCO2 レーザ装置からのCO
2 レーザビームをCO2 レーザ平行ビーム光の伝搬路長
可変機構、全反射ミラー、集光レンズを通してカッター
の直後から罫書き線に沿ってX軸方向に追従移動させる
ガイド機構とを備えたものである。上記構成に加え本発
明の基板の加工装置は、ステージに、ステージをθ方向
に回転させる回転機構を設けるのが好ましい。
【0022】上記構成に加え本発明の基板の加工装置
は、非金属材料基板の表面に空気、酸素、窒素等のガス
を少なくとも1種類吹き付ける吹き付け機構を有するの
が好ましい。
は、非金属材料基板の表面に空気、酸素、窒素等のガス
を少なくとも1種類吹き付ける吹き付け機構を有するの
が好ましい。
【0023】上記構成に加え本発明の基板の加工装置
は、非金属材料基板に吹き付けられたガスを強制的に排
気する排気機構を有するのが好ましい。
は、非金属材料基板に吹き付けられたガスを強制的に排
気する排気機構を有するのが好ましい。
【0024】上記構成に加え本発明の基板の加工装置
は、カッターには非金属材料基板の表面へ所望のガス圧
力で押し付ける押し付け機構と、カッターを押し付けな
がら移動方向に回転するカッター回転機構とが付加され
ているのが好ましい。
は、カッターには非金属材料基板の表面へ所望のガス圧
力で押し付ける押し付け機構と、カッターを押し付けな
がら移動方向に回転するカッター回転機構とが付加され
ているのが好ましい。
【0025】上記構成に加え本発明の基板の加工装置
は、X方向移動機構には、非金属材料基板の表面をモニ
タするためのモニタ装置が少なくとも1台設置されてい
るのが好ましい。
は、X方向移動機構には、非金属材料基板の表面をモニ
タするためのモニタ装置が少なくとも1台設置されてい
るのが好ましい。
【0026】上記構成に加え本発明の基板の加工装置
は、防振シートあるいは防振機構を有するベース上に配
置されるのが好ましい。
は、防振シートあるいは防振機構を有するベース上に配
置されるのが好ましい。
【0027】以上の構成において、CO2 レーザビーム
は、大気中に伝搬させるようにしてもよく、また、CO
2 レーザビームに可視光レーザビームを重畳させるよう
にしてもよい。
は、大気中に伝搬させるようにしてもよく、また、CO
2 レーザビームに可視光レーザビームを重畳させるよう
にしてもよい。
【0028】また、全反射ミラーの口径は、CO2 レー
ザビーム径の2.4倍以上とするのが好ましい。
ザビーム径の2.4倍以上とするのが好ましい。
【0029】本発明によれば、カッターによる非金属材
料基板上の罫書き線は、幅が狭く、かつ浅く形成され、
その罫書き線にCO2 レーザビームを照射することによ
り亀裂が発生して容易に割断することができるので、高
寸法精度で非金属材料基板の加工を行うことができるだ
けでなく、罫書き線形成時のチッピングの発生を最小限
に抑えることができる。また、CO2 レーザ装置が固定
配置されているので、CO2 レーザ装置をX方向に移動
させる移動ステージに搭載して移動させる必要がなく、
加工装置の小形化、軽量化が図れる。
料基板上の罫書き線は、幅が狭く、かつ浅く形成され、
その罫書き線にCO2 レーザビームを照射することによ
り亀裂が発生して容易に割断することができるので、高
寸法精度で非金属材料基板の加工を行うことができるだ
けでなく、罫書き線形成時のチッピングの発生を最小限
に抑えることができる。また、CO2 レーザ装置が固定
配置されているので、CO2 レーザ装置をX方向に移動
させる移動ステージに搭載して移動させる必要がなく、
加工装置の小形化、軽量化が図れる。
【0030】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて詳述する。
図面に基づいて詳述する。
【0031】図1は本発明の基板の加工方法の一実施の
形態を示す概念図である。
形態を示す概念図である。
【0032】本発明は、非金属材料基板(以下「基板」
という)1上にダイヤモンドカッター2で罫書き線を形
成しながら、その罫書き線に沿ってカッター2の直後か
らCO2 レーザビーム4−3を照射して亀裂を発生させ
て基板1を割断するものである。
という)1上にダイヤモンドカッター2で罫書き線を形
成しながら、その罫書き線に沿ってカッター2の直後か
らCO2 レーザビーム4−3を照射して亀裂を発生させ
て基板1を割断するものである。
【0033】基板1にはセラミックス、ガラス、絶縁膜
付き半導体等の材料からなるものを用いることができ
る。基板1の罫書き線形成用のカッター2には、刃の先
端が70°から150°の範囲の角度で尖鋭化されたダ
イヤモンド製、超硬製等のものが用いられる。カッター
2は、カッター保持部3に取り付けられており、矢印2
7方向に回転しながら矢印6方向に移動することにより
罫書き線を形成する。CO2 レーザビーム4−3は、こ
のカッター2の移動に追従して罫書き線に沿って矢印7
方向に移動する。罫書き線の深さは、カッター2の基板
1表面への矢印28方向の押し付け圧力で制御される。
この押し付け圧力は、例えばガスの圧力を利用すること
により行なわれるが、バネの弾性力を利用してもよい。
罫書き線の幅はカッター2の刃の先端角度(70°から
150°の範囲)によって決まり、先端角度が小さい程
罫書き線の幅を狭くすることができる。
付き半導体等の材料からなるものを用いることができ
る。基板1の罫書き線形成用のカッター2には、刃の先
端が70°から150°の範囲の角度で尖鋭化されたダ
イヤモンド製、超硬製等のものが用いられる。カッター
2は、カッター保持部3に取り付けられており、矢印2
7方向に回転しながら矢印6方向に移動することにより
罫書き線を形成する。CO2 レーザビーム4−3は、こ
のカッター2の移動に追従して罫書き線に沿って矢印7
方向に移動する。罫書き線の深さは、カッター2の基板
1表面への矢印28方向の押し付け圧力で制御される。
この押し付け圧力は、例えばガスの圧力を利用すること
により行なわれるが、バネの弾性力を利用してもよい。
罫書き線の幅はカッター2の刃の先端角度(70°から
150°の範囲)によって決まり、先端角度が小さい程
罫書き線の幅を狭くすることができる。
【0034】CO2 レーザビーム4−3は、図1には示
されていないCO2 レーザ装置から水平方向に照射され
たCO2 レーザ光(平行ビーム光)4−1を、全反射ミ
ラー8で略直角に矢印4−2の方向に反射され、集光レ
ンズ5によってビーム径を制御されたものである。CO
2 レーザビーム4−3のビーム径は、罫書き線の幅、深
さ、カッター2の移動速度によって選択される。例えば
カッター2の移動速度を速くしたい場合にはCO2 レー
ザビーム4−3のビーム径は小さく選択される。
されていないCO2 レーザ装置から水平方向に照射され
たCO2 レーザ光(平行ビーム光)4−1を、全反射ミ
ラー8で略直角に矢印4−2の方向に反射され、集光レ
ンズ5によってビーム径を制御されたものである。CO
2 レーザビーム4−3のビーム径は、罫書き線の幅、深
さ、カッター2の移動速度によって選択される。例えば
カッター2の移動速度を速くしたい場合にはCO2 レー
ザビーム4−3のビーム径は小さく選択される。
【0035】ここで、カッター2のみ矢印6方向へ移動
させるだけでは基板1にはただ罫書き線が形成されるだ
けで、基板1に亀裂は生じないが、CO2 レーザビーム
4−3を罫書き線に沿って矢印7方向に追従移動させな
がら照射することによって亀裂9−4が生じ、基板1を
割断することができる。
させるだけでは基板1にはただ罫書き線が形成されるだ
けで、基板1に亀裂は生じないが、CO2 レーザビーム
4−3を罫書き線に沿って矢印7方向に追従移動させな
がら照射することによって亀裂9−4が生じ、基板1を
割断することができる。
【0036】図に示す9−1〜9−3は上記操作によっ
て生じた亀裂である。すなわち、カッタ−2の移動にC
O2 レーザビーム4−3を追従移動させて基板1に亀裂
9−1を生じさせる。亀裂9−1が生じたら基板1を矢
印10方向に所定距離だけ移動させ、カッタ−2の移動
にCO2 レーザビーム4−3を追従移動させて基板1に
次の亀裂9−2を生じさせる。基板1を矢印10方向に
所定距離だけ移動させてから次の亀裂9−3を生じさせ
る。同様にして亀裂9−4、…を順次生じさせることに
より得られるのである。
て生じた亀裂である。すなわち、カッタ−2の移動にC
O2 レーザビーム4−3を追従移動させて基板1に亀裂
9−1を生じさせる。亀裂9−1が生じたら基板1を矢
印10方向に所定距離だけ移動させ、カッタ−2の移動
にCO2 レーザビーム4−3を追従移動させて基板1に
次の亀裂9−2を生じさせる。基板1を矢印10方向に
所定距離だけ移動させてから次の亀裂9−3を生じさせ
る。同様にして亀裂9−4、…を順次生じさせることに
より得られるのである。
【0037】基板1上に格子状に亀裂を形成させて多数
個の方形状のチップを得るには、矢印10で示す基板1
の移動方向に亀裂9−1、9−2、9−3、…を順次形
成した後、基板1を矢印10方向に対して90°回転さ
せ、前述と同様の方法で複数本の亀裂を発生させれば基
板1上に格子状の亀裂が形成され、基板1から多数個の
小サイズの方形状チップを得ることができる。
個の方形状のチップを得るには、矢印10で示す基板1
の移動方向に亀裂9−1、9−2、9−3、…を順次形
成した後、基板1を矢印10方向に対して90°回転さ
せ、前述と同様の方法で複数本の亀裂を発生させれば基
板1上に格子状の亀裂が形成され、基板1から多数個の
小サイズの方形状チップを得ることができる。
【0038】図2は本発明の基板の加工方法を適用した
加工装置の一実施の形態を示す斜視図である。
加工装置の一実施の形態を示す斜視図である。
【0039】この加工装置の特徴は、CO2 レーザ光を
発するCO2 レーザ装置11と、被加工対象物としての
基板1を保持、移動させるXYθ移動装置19とがベー
ス21上に離隔固定配置されている点にある。
発するCO2 レーザ装置11と、被加工対象物としての
基板1を保持、移動させるXYθ移動装置19とがベー
ス21上に離隔固定配置されている点にある。
【0040】XYθ移動装置19は、θ方向回転ステー
ジ16と、Y方向移動機構としてのY方向移動ステージ
15と、X方向移動機構としてのX方向移動部14とを
有している。
ジ16と、Y方向移動機構としてのY方向移動ステージ
15と、X方向移動機構としてのX方向移動部14とを
有している。
【0041】θ方向回転ステージ16には、基板1を真
空吸着して保持する吸着機構が設けられており、載置さ
れた基板1をXY平面上でθ方向にモータで回転させる
ことができるようになっている。
空吸着して保持する吸着機構が設けられており、載置さ
れた基板1をXY平面上でθ方向にモータで回転させる
ことができるようになっている。
【0042】Y方向移動ステージ15は、θ方向回転ス
テージ16をY軸方向に移動させることができるように
なっている。
テージ16をY軸方向に移動させることができるように
なっている。
【0043】X方向移動部14は、カッター2がX軸に
沿った矢印13−1方向に移動する際に、このカッター
2に追従してCO2 レーザ装置11からのCO2 レーザ
ビーム4−3を移動させることができるようになってい
る。このCO2 レーザビーム4−3をカッター2に追従
移動させる方法としては、CO2 レーザ装置11からの
CO2 レーザ光4−1(平行ビーム光)の伝搬長を変え
る方法が用いられている。これがこの製造の特徴であ
る。
沿った矢印13−1方向に移動する際に、このカッター
2に追従してCO2 レーザ装置11からのCO2 レーザ
ビーム4−3を移動させることができるようになってい
る。このCO2 レーザビーム4−3をカッター2に追従
移動させる方法としては、CO2 レーザ装置11からの
CO2 レーザ光4−1(平行ビーム光)の伝搬長を変え
る方法が用いられている。これがこの製造の特徴であ
る。
【0044】CO2 レーザビーム4−1の伝搬長は、C
O2 レーザ光4−1が伝搬する保護管(あるいは保護
箱)を、例えば、図2に示すように、大口径管12−1
と、一部がその大口径管12−1内に挿入されてその中
で移動自在な小口径管12−2とを用いると共に、小口
径管12−2をX方向移動部14に取り付け、このX方
向移動部14を矢印13−1(13a−1)方向に移動
させることにより、変えることができるようになってい
る。
O2 レーザ光4−1が伝搬する保護管(あるいは保護
箱)を、例えば、図2に示すように、大口径管12−1
と、一部がその大口径管12−1内に挿入されてその中
で移動自在な小口径管12−2とを用いると共に、小口
径管12−2をX方向移動部14に取り付け、このX方
向移動部14を矢印13−1(13a−1)方向に移動
させることにより、変えることができるようになってい
る。
【0045】すなわち、CO2 レーザ光4−1の伝搬経
路を、大口径管12−1と小口径管12−2との組み合
わせにより伸縮自在の構成とすることで伝搬長を変えら
れるようにし、結果的にCO2 レーザ装置11がXYθ
移動装置19から離隔固定配置されていても、CO2 レ
ーザビーム4−3がカッター2の移動に追従して移動す
ることができるのである。
路を、大口径管12−1と小口径管12−2との組み合
わせにより伸縮自在の構成とすることで伝搬長を変えら
れるようにし、結果的にCO2 レーザ装置11がXYθ
移動装置19から離隔固定配置されていても、CO2 レ
ーザビーム4−3がカッター2の移動に追従して移動す
ることができるのである。
【0046】X方向移動部14には図1に示した全反射
ミラー8及び集光レンズ5が内蔵されており、CO2 レ
ーザ装置11からのCO2 レーザ光を下向きに折り曲げ
ると共に集光し、θ方向回転ステージ16上の基板1に
照射するようになっている。カッター2、カッター保持
部3及びカッター2への押し付け圧力28の調整機構等
もこのX方向移動部14内に内蔵されている。X方向移
動部14はXYθ移動装置19上に固定されたコの字形
状の支持柱20に取り付けられ、X軸に沿った矢印13
−1方向へ図示しないモータの駆動により移動できるよ
うになっている。
ミラー8及び集光レンズ5が内蔵されており、CO2 レ
ーザ装置11からのCO2 レーザ光を下向きに折り曲げ
ると共に集光し、θ方向回転ステージ16上の基板1に
照射するようになっている。カッター2、カッター保持
部3及びカッター2への押し付け圧力28の調整機構等
もこのX方向移動部14内に内蔵されている。X方向移
動部14はXYθ移動装置19上に固定されたコの字形
状の支持柱20に取り付けられ、X軸に沿った矢印13
−1方向へ図示しないモータの駆動により移動できるよ
うになっている。
【0047】このような加工装置を用いて基板1を割断
する方法について述べる。
する方法について述べる。
【0048】CO2 レーザ装置11を作動させると共に
X方向移動部14を基板1の一方の端面(図では左端)
から矢印13−1方向に移動させて、基板1にカッタ−
2で罫書き線を形成し、罫書き線にCO2 レーザビーム
を照射することにより、基板1に亀裂9−1を生じさせ
る。基板1に亀裂9−1が生じた後、CO2 レーザ装置
の作動を一時停止し、カッター2を引上げると共に、X
方向移動部14を矢印13a−1方向に移動させて基板
1の一端に戻す。基板1を矢印17方向に所定距離だけ
移動させてからカッタ−2を基板1に圧接し、X方向移
動部14を矢印13−1方向に移動させてカッター及び
CO2 レーザビーム4−3を移動させることにより次の
亀裂9−2を生じさせる。基板1に亀裂9−2が生じた
後、CO2 レーザ装置の作動を一時停止し、カッター2
を引上げると共に、X方向移動部14を矢印13a−1
方向に移動させて基板1の一端に戻す。
X方向移動部14を基板1の一方の端面(図では左端)
から矢印13−1方向に移動させて、基板1にカッタ−
2で罫書き線を形成し、罫書き線にCO2 レーザビーム
を照射することにより、基板1に亀裂9−1を生じさせ
る。基板1に亀裂9−1が生じた後、CO2 レーザ装置
の作動を一時停止し、カッター2を引上げると共に、X
方向移動部14を矢印13a−1方向に移動させて基板
1の一端に戻す。基板1を矢印17方向に所定距離だけ
移動させてからカッタ−2を基板1に圧接し、X方向移
動部14を矢印13−1方向に移動させてカッター及び
CO2 レーザビーム4−3を移動させることにより次の
亀裂9−2を生じさせる。基板1に亀裂9−2が生じた
後、CO2 レーザ装置の作動を一時停止し、カッター2
を引上げると共に、X方向移動部14を矢印13a−1
方向に移動させて基板1の一端に戻す。
【0049】以上のような操作を繰り返して基板1上に
多数の平行な亀裂を発生させる。
多数の平行な亀裂を発生させる。
【0050】次に基板1に格子状の亀裂を発生させるに
は、基板1を真空吸着しているθ方向回転ステージ16
をθ方向移動方向18へ90°回転させ、その後上述し
たような方法で亀裂を発生させれば、格子状に亀裂を生
じさせることができ、小サイズの方形状のチップを多数
個切り出すことができる。Y方向移動ステージ15及び
そのY方向移動ステージ15上のθ方向回転ステージ1
6は、モータで駆動されてY方向移動方向17及びθ方
向移動方向18へ移動される。
は、基板1を真空吸着しているθ方向回転ステージ16
をθ方向移動方向18へ90°回転させ、その後上述し
たような方法で亀裂を発生させれば、格子状に亀裂を生
じさせることができ、小サイズの方形状のチップを多数
個切り出すことができる。Y方向移動ステージ15及び
そのY方向移動ステージ15上のθ方向回転ステージ1
6は、モータで駆動されてY方向移動方向17及びθ方
向移動方向18へ移動される。
【0051】CO2 平行ビーム4−1を覆ってガイドし
ながら伝搬させる大口径管12−1及び小口径管12−
2の中心軸は光軸に合わせられており、小口径管12−
2を大口径管12−1内にX軸に沿った矢印13−2方
向、あるいは13a−2方向へ移動させることによりC
O2 レーザビーム4−3を矢印13−1方向あるいは矢
印13a−1方向へ移動させることができる。
ながら伝搬させる大口径管12−1及び小口径管12−
2の中心軸は光軸に合わせられており、小口径管12−
2を大口径管12−1内にX軸に沿った矢印13−2方
向、あるいは13a−2方向へ移動させることによりC
O2 レーザビーム4−3を矢印13−1方向あるいは矢
印13a−1方向へ移動させることができる。
【0052】以上のように図2に示した加工装置ではC
O2 レーザ装置11がXYθ移動装置19から離れて固
定配置させておくことができるので、光軸のずれが生じ
にくく、X方向移動部14を小型、軽量に設計、製作す
ることができ、かつ、高寸法精度、低消費電力で移動さ
せることができる。また、基板1をモータにより移動さ
せるステージがY方向移動ステージ15と、Y方向移動
ステージ15上のθ方向回転ステージ16の2つである
ので、これらステージ15、16を小型、軽量化するこ
とができ、高寸法精度、低消費電力で移動させることが
できる。
O2 レーザ装置11がXYθ移動装置19から離れて固
定配置させておくことができるので、光軸のずれが生じ
にくく、X方向移動部14を小型、軽量に設計、製作す
ることができ、かつ、高寸法精度、低消費電力で移動さ
せることができる。また、基板1をモータにより移動さ
せるステージがY方向移動ステージ15と、Y方向移動
ステージ15上のθ方向回転ステージ16の2つである
ので、これらステージ15、16を小型、軽量化するこ
とができ、高寸法精度、低消費電力で移動させることが
できる。
【0053】図3は本発明の基板の加工方法を適用した
装置の他の実施の形態を示す斜視図である。
装置の他の実施の形態を示す斜視図である。
【0054】この装置は図2に示した加工装置に次のよ
うな機構を付加したものである。
うな機構を付加したものである。
【0055】第一の機構はX方向移動部14のカッター
2の前方にガス吹き出しノズル24を設けて、このノズ
ル24から空気、酸素、窒素、アルゴン等のガスを少な
くとも1種類吹き出させて基板1上に発生したパーティ
クルや基板1に落ちたゴミ等を吹き飛ばすようにしたも
のである。そしてパーティクルやゴミ等を含んだガスを
吸い取るための強制排気装置25付きの排気管26−
1、26−2を支持柱20に取り付けて強制的に吸い取
るようにしたものである。
2の前方にガス吹き出しノズル24を設けて、このノズ
ル24から空気、酸素、窒素、アルゴン等のガスを少な
くとも1種類吹き出させて基板1上に発生したパーティ
クルや基板1に落ちたゴミ等を吹き飛ばすようにしたも
のである。そしてパーティクルやゴミ等を含んだガスを
吸い取るための強制排気装置25付きの排気管26−
1、26−2を支持柱20に取り付けて強制的に吸い取
るようにしたものである。
【0056】第二の機構は、CO2 レーザ装置11とX
Yθ移動装置19とをベース21上に載せ、そのベース
21の下に防振シート22を敷いて機械的振動や衝撃を
緩和させるようにしたものである。
Yθ移動装置19とをベース21上に載せ、そのベース
21の下に防振シート22を敷いて機械的振動や衝撃を
緩和させるようにしたものである。
【0057】このような加工装置においても図2に示し
た加工装置と同様に小形化、軽量化が図れ、高寸法精度
の基板が得られる。
た加工装置と同様に小形化、軽量化が図れ、高寸法精度
の基板が得られる。
【0058】図4は本発明の基板の加工方法を適用した
装置の他の実施の形態を示す斜視図である。
装置の他の実施の形態を示す斜視図である。
【0059】この加工装置は、基板1の両側にダミー基
板23−1、23−2を設け、カッター2が基板1の端
面に乗り上げるときに生じる基板1の端面のチッピング
を防止するようにしたものである。
板23−1、23−2を設け、カッター2が基板1の端
面に乗り上げるときに生じる基板1の端面のチッピング
を防止するようにしたものである。
【0060】このような加工装置においても図2に示し
た加工装置と同様に小形化、軽量化が図れ、高寸法精度
の基板が得られる。
た加工装置と同様に小形化、軽量化が図れ、高寸法精度
の基板が得られる。
【0061】本発明は上記実施の形態に限定されない。
【0062】まず、図2に示した加工装置において、カ
ッター2による罫書き線は、基板1上に連続的に形成す
る他、部分的に形成してもよい。例えば基板1の両端面
近傍のみ、基板1の一方の端面のみ、あるいは格子状の
罫書き線を形成する場合の格子の近傍のみに形成しても
よい。また、上述した実施の形態では基板1をθ方向回
転ステージ16で回転させるように構成されているが、
θ方向回転ステージ16を用いずに手作業でY方向移動
ステージ15で基板1を90°置き換えるようにしても
よい。CO2 レーザ平行ビーム光の伝搬路長可変機構は
図2〜図4のような大口径管12−1と小口径管12−
2の組合せ以外に、ジャバラ管を用いたりしてもよい。
またCO2 レーザ装置11とX方向移動部14とを可変
ガイド支柱で結び、この間をカバーで覆うようにしても
よい。
ッター2による罫書き線は、基板1上に連続的に形成す
る他、部分的に形成してもよい。例えば基板1の両端面
近傍のみ、基板1の一方の端面のみ、あるいは格子状の
罫書き線を形成する場合の格子の近傍のみに形成しても
よい。また、上述した実施の形態では基板1をθ方向回
転ステージ16で回転させるように構成されているが、
θ方向回転ステージ16を用いずに手作業でY方向移動
ステージ15で基板1を90°置き換えるようにしても
よい。CO2 レーザ平行ビーム光の伝搬路長可変機構は
図2〜図4のような大口径管12−1と小口径管12−
2の組合せ以外に、ジャバラ管を用いたりしてもよい。
またCO2 レーザ装置11とX方向移動部14とを可変
ガイド支柱で結び、この間をカバーで覆うようにしても
よい。
【0063】CO2 レーザビーム4−1の伝搬長を変え
る他の方法としては、大口径管12−1と小口径12−
2を用いないで、単に大気中を伝搬させ、その伝搬長を
変えるようにしてもよい。
る他の方法としては、大口径管12−1と小口径12−
2を用いないで、単に大気中を伝搬させ、その伝搬長を
変えるようにしてもよい。
【0064】この実施例を図5に示す。CO2 レーザ装
置11からのCO2 レーザビーム4−1は大気中を伝搬
してX方向移動部14内の全反射ミラー8(図示せ
ず。)に達し、ここで垂直方向に全反射されて集光レン
ズ5(図示せず。)に導かれ、その後、基板1の表面に
照射される。
置11からのCO2 レーザビーム4−1は大気中を伝搬
してX方向移動部14内の全反射ミラー8(図示せ
ず。)に達し、ここで垂直方向に全反射されて集光レン
ズ5(図示せず。)に導かれ、その後、基板1の表面に
照射される。
【0065】このような構成にすると、CO2 レーザ装
置11とXYθ移動装置19とを完全に分離することが
でき、X方向移動部14への余分な負荷(加重)をかけ
なくてよいため、X方向移動部14をさらに軽量で、高
精度化することができる。その結果、X方向移動部14
をより高速で動作させることもできるようになり、加工
速度を速くすることができる。ただし、CO2 レーザ装
置11とXYθ移動装置19とが分離されると(ただ
し、同一ベース21上に固定配置されている。)、CO
2 レーザ装置11からのCO2 レーザビーム4−1をX
Yθ移動装置19のX方向移動部14内の全反射ミラー
8に正確に導くことが難しくなってくる。
置11とXYθ移動装置19とを完全に分離することが
でき、X方向移動部14への余分な負荷(加重)をかけ
なくてよいため、X方向移動部14をさらに軽量で、高
精度化することができる。その結果、X方向移動部14
をより高速で動作させることもできるようになり、加工
速度を速くすることができる。ただし、CO2 レーザ装
置11とXYθ移動装置19とが分離されると(ただ
し、同一ベース21上に固定配置されている。)、CO
2 レーザ装置11からのCO2 レーザビーム4−1をX
Yθ移動装置19のX方向移動部14内の全反射ミラー
8に正確に導くことが難しくなってくる。
【0066】そこで、図6のような構成を用いると、C
O2 レーザ装置11からのCO2 レーザビーム4−1を
全反射ミラー8、集光レンズ5へ正確に導くことがで
き、伝搬長を可変にしても集光位置32でのビーム径の
変動を最小限に抑えることができ、また基板1の所望加
工軌跡に沿って加工することができるようになる。
O2 レーザ装置11からのCO2 レーザビーム4−1を
全反射ミラー8、集光レンズ5へ正確に導くことがで
き、伝搬長を可変にしても集光位置32でのビーム径の
変動を最小限に抑えることができ、また基板1の所望加
工軌跡に沿って加工することができるようになる。
【0067】図6の構成において、CO2 レーザ装置1
1からのCO2 レーザビーム4−1は可視光全反射ミラ
ー29を通して全反射ミラー8へ導かれる。この可視光
全反射ミラー29は、CO2 レーザビーム4−1のうち
の95〜97%を矢印4−2方向へ透過し、残りの3〜
5%を矢印4−4のごとくモニタ回路33へ導く。そし
て可視光レーザ(たとえば、赤色光を発する半導体レー
ザ、He−Neレーザ)28からの可視光レーザビーム
30−1を全反射させて矢印30−2のごとく全反射ミ
ラー8へ導く。伝搬長可変範囲27が0mmから数百mm変
わった場合でも、上記CO2 レーザビーム4−2、可視
光レーザビーム30−2が全反射ミラー8、集光レンズ
5へ高寸法精度で正確に導かれなければならない。CO
2 レーザビーム4−2を目視しながら全反射ミラー8の
角度調節部31−1,31−2,31−3(上下、左右
方向の角度調節部)を調節することは難しいので、可視
光レーザビーム30−1,30−2,30−3の軌跡が
所望の集光位置32にくるように上記角度調節部31−
1〜31−3を調節することにより、光軸のずれを調整
することができる。また伝搬長可変範囲27が数百mmに
もなると、CO2 レーザビーム4−1のビーム拡がり角
(数mmラジアン)によってレーザビームが拡がり、集光
位置32でのビーム径が変動するが、この変動量も全反
射ミラー8を大口径化(レーザビーム径の2.4倍以上
の口径)することと、全反射ミラー8に上下、左右の角
度調節部31−1〜31−3を設けることと、可視光レ
ーザビーム30−1〜30−3によって全反射ミラー8
の角度調整をすることによって最小限に抑えることがで
きる。
1からのCO2 レーザビーム4−1は可視光全反射ミラ
ー29を通して全反射ミラー8へ導かれる。この可視光
全反射ミラー29は、CO2 レーザビーム4−1のうち
の95〜97%を矢印4−2方向へ透過し、残りの3〜
5%を矢印4−4のごとくモニタ回路33へ導く。そし
て可視光レーザ(たとえば、赤色光を発する半導体レー
ザ、He−Neレーザ)28からの可視光レーザビーム
30−1を全反射させて矢印30−2のごとく全反射ミ
ラー8へ導く。伝搬長可変範囲27が0mmから数百mm変
わった場合でも、上記CO2 レーザビーム4−2、可視
光レーザビーム30−2が全反射ミラー8、集光レンズ
5へ高寸法精度で正確に導かれなければならない。CO
2 レーザビーム4−2を目視しながら全反射ミラー8の
角度調節部31−1,31−2,31−3(上下、左右
方向の角度調節部)を調節することは難しいので、可視
光レーザビーム30−1,30−2,30−3の軌跡が
所望の集光位置32にくるように上記角度調節部31−
1〜31−3を調節することにより、光軸のずれを調整
することができる。また伝搬長可変範囲27が数百mmに
もなると、CO2 レーザビーム4−1のビーム拡がり角
(数mmラジアン)によってレーザビームが拡がり、集光
位置32でのビーム径が変動するが、この変動量も全反
射ミラー8を大口径化(レーザビーム径の2.4倍以上
の口径)することと、全反射ミラー8に上下、左右の角
度調節部31−1〜31−3を設けることと、可視光レ
ーザビーム30−1〜30−3によって全反射ミラー8
の角度調整をすることによって最小限に抑えることがで
きる。
【0068】また、加工中のCO2 レーザビームの出力
パワの変動を抑えることも重要であり、この出力パワ変
動を抑える方法として、可視光全反射ミラー29によっ
て反射されたCO2 レーザビーム4−4をモニタ回路3
3で検出し、このモニタ回路33の出力信号が一定とな
るように制御回路34を通してCO2 レーザ装置11の
電源35にフィードバックする方法を用いる。なお、可
視光レーザビーム30−1〜30−3によって光軸調整
する際には、CO2 レーザ装置11内に光シャッタが設
けられていてCO2 レーザビーム4−1は出射されない
ようになっている。また基板1を加工中は可視光レーザ
ビーム30−1〜30−3もCO2 レーザビームと同時
に基板1上に照射されるようになっている。
パワの変動を抑えることも重要であり、この出力パワ変
動を抑える方法として、可視光全反射ミラー29によっ
て反射されたCO2 レーザビーム4−4をモニタ回路3
3で検出し、このモニタ回路33の出力信号が一定とな
るように制御回路34を通してCO2 レーザ装置11の
電源35にフィードバックする方法を用いる。なお、可
視光レーザビーム30−1〜30−3によって光軸調整
する際には、CO2 レーザ装置11内に光シャッタが設
けられていてCO2 レーザビーム4−1は出射されない
ようになっている。また基板1を加工中は可視光レーザ
ビーム30−1〜30−3もCO2 レーザビームと同時
に基板1上に照射されるようになっている。
【0069】図2から図5までのいずれの実施例におい
ても、この図6の構成を採用するのが好ましい。
ても、この図6の構成を採用するのが好ましい。
【0070】以上、カッターとCO2 レーザビームを用
いた基板の加工方法及びその加工装置の例について述べ
たが、上記図1〜図5の実施例において、カッターを取
り除きCO2 レーザビーム単独とした構成によっても基
板を割断することができる。以上において、本発明の基
板の加工方法及びその加工装置は、 (1) CO2 レーザ装置をX方向移動ステージに搭載して
移動させる必要がなく、CO2 レーザ装置を固定配置し
た状態で(あるいは、その状態でかつ、CO2 レーザビ
ームをカッターと共にX方向に移動させて)基板を割断
することができるので、加工装置の小形化、軽量化、低
コスト化が図れ、高寸法精度の基板が得られる。
いた基板の加工方法及びその加工装置の例について述べ
たが、上記図1〜図5の実施例において、カッターを取
り除きCO2 レーザビーム単独とした構成によっても基
板を割断することができる。以上において、本発明の基
板の加工方法及びその加工装置は、 (1) CO2 レーザ装置をX方向移動ステージに搭載して
移動させる必要がなく、CO2 レーザ装置を固定配置し
た状態で(あるいは、その状態でかつ、CO2 レーザビ
ームをカッターと共にX方向に移動させて)基板を割断
することができるので、加工装置の小形化、軽量化、低
コスト化が図れ、高寸法精度の基板が得られる。
【0071】(2) カッターを搭載したX方向移動ステー
ジを小形で軽量に製造することができるので、高精度の
移動機構を実現することができる。その結果、基板の割
断寸法精度を大幅に向上させることができる。
ジを小形で軽量に製造することができるので、高精度の
移動機構を実現することができる。その結果、基板の割
断寸法精度を大幅に向上させることができる。
【0072】(3) カッターによる罫書き線は幅を狭く、
かつ浅く加工するだけで、後はCO2レーザビーム照射
で容易に亀裂を発生させて割断することができる。その
ため、罫書き線形成時のチッピングの発生を最小限に抑
えることができる。しかも、罫書き線形成時に発生した
パーティクルをガスの吹き付けと強制排気とで除去する
ことができる。
かつ浅く加工するだけで、後はCO2レーザビーム照射
で容易に亀裂を発生させて割断することができる。その
ため、罫書き線形成時のチッピングの発生を最小限に抑
えることができる。しかも、罫書き線形成時に発生した
パーティクルをガスの吹き付けと強制排気とで除去する
ことができる。
【0073】(4) CO2 レーザ装置が固定配置されてい
るので、発振モード、発振出力、発信ビームプロファイ
ルの変動を抑えることができ、基板を高寸法精度で割断
することができ、割断面の凹凸を最小限に抑えることが
できる。また、割断を再現性良く実現することができ
る。さらにXYθ移動装置を小形、軽量、高精密駆動機
構系に製造することができ、基板の割断加工精度を向上
させることができる。
るので、発振モード、発振出力、発信ビームプロファイ
ルの変動を抑えることができ、基板を高寸法精度で割断
することができ、割断面の凹凸を最小限に抑えることが
できる。また、割断を再現性良く実現することができ
る。さらにXYθ移動装置を小形、軽量、高精密駆動機
構系に製造することができ、基板の割断加工精度を向上
させることができる。
【0074】(5) 罫書き線を基板上の所望の位置に部分
的に形成することにより、チッピングや割断面の凹凸、
パーティクルの発生等を小さく抑えることができる。
的に形成することにより、チッピングや割断面の凹凸、
パーティクルの発生等を小さく抑えることができる。
【0075】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。
な優れた効果を発揮する。
【0076】CO2 レーザ装置を固定配置した状態で非
金属材料基板上にCO2 レーザビームを照射することが
できるので、加工装置の小形化、軽量化が図れ、高寸法
精度の非金属材料基板が得られる、基板の加工方法及び
その加工装置の提供を実現することができる。
金属材料基板上にCO2 レーザビームを照射することが
できるので、加工装置の小形化、軽量化が図れ、高寸法
精度の非金属材料基板が得られる、基板の加工方法及び
その加工装置の提供を実現することができる。
【図1】本発明の基板の加工方法の一実施の形態を示す
概念図である。
概念図である。
【図2】本発明の基板の加工方法を適用した加工装置の
一実施の形態を示す斜視図である。
一実施の形態を示す斜視図である。
【図3】本発明の基板の加工方法を適用した装置の他の
実施の形態を示す斜視図である。
実施の形態を示す斜視図である。
【図4】本発明の基板の加工方法を適用した装置の他の
実施の形態を示す斜視図である。
実施の形態を示す斜視図である。
【図5】本発明の基板の加工方法を適用した装置の他の
実施の形態を示す斜視図である。
実施の形態を示す斜視図である。
【図6】本発明のCO2 レーザビームの照射系の一実施
の形態を示した図である。
の形態を示した図である。
1 非金属材料基板(基板) 2 カッター(ダイヤモンドカッター) 9−1〜9−4 亀裂 11 CO2 レーザ装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI B28D 5/00 B28D 5/00 Z C03B 33/02 C03B 33/02 33/09 33/09
Claims (20)
- 【請求項1】非金属材料基板から多数個のチップを切り
出す基板の加工方法において、ステージ上に上記非金属
材料基板を固定し、上記ステージの基台から離隔固定配
置されたCO2 レーザ装置からのCO2 レーザビームの
伝搬路長を変化させることにより、上記非金属材料基板
に照射する上記CO2 レーザビームの照射位置を移動さ
せて上記非金属材料基板を割断することを特徴とする基
板の加工方法。 - 【請求項2】非金属材料基板から多数個のチップを切り
出す基板の加工方法において、Y方向移動機構によりY
軸方向に移動自在なステージ上に上記非金属材料基板を
真空吸着機構により貼り付け、上記非金属材料基板上に
カッターを圧接し、そのカッターをX方向移動機構によ
りX軸方向に移動させて罫書き線を形成すると共に、上
記ステージの基台から離隔固定配置されたCO2 レーザ
装置からのCO2 レーザビームをCO2 レーザ平行ビー
ム光の伝搬路長可変機構、全反射ミラー、集光レンズを
通して上記カッターの直後から上記罫書き線に沿ってX
軸方向に追従移動させて上記非金属材料基板を割断する
ことを特徴とする基板の加工方法。 - 【請求項3】CO2 レーザ装置からのレーザビームをX
軸方向に追従移動させる方法として、CO2 レーザ装置
と全反射ミラーとの間を伝搬する平行ビーム光の伝搬路
長を可変できる機構を設けることによって実現すること
を特徴とする請求項2記載の基板の加工方法。 - 【請求項4】上記ステージに回転機構を付加すると共に
上記ステージを90°回転させることにより、上記非金
属材料基板を格子状に割断する請求項1、2または3に
記載の基板の加工方法。 - 【請求項5】上記非金属材料基板の表面にガスを吹き付
けながら上記非金属材料基板を割断する請求項1、2、
3または4に記載の基板の加工方法。 - 【請求項6】上記非金属材料基板の表面に吹き付けられ
たガスを強制的に排気しながら上記非金属材料基板を割
断する請求項5に記載の基板の加工方法。 - 【請求項7】上記非金属材料基板の表面へのカッターに
よる罫書き線は、上記非金属材料基板上に部分的に形成
される請求項1から6のいずれかに記載の基板の加工方
法。 - 【請求項8】上記非金属材料基板のX軸方向の両端面に
ダミー基板を接するように配置して上記ダミー基板ごと
上記非金属材料基板を割断する請求項1から7のいずれ
かに記載の基板の加工方法。 - 【請求項9】CO2 レーザビームに可視光レーザビーム
を重畳させるようにしたことを特徴とする請求項1から
8のいずれかに記載の基板の加工方法。 - 【請求項10】CO2 レーザビームの伝搬路長を変化さ
せる方法として、CO2 レーザ装置から発せられるCO
2 レーザビームを大気中に伝搬させて離隔されたステー
ジ上に設けられた全反射ミラーと集光レンズを介して基
板に照射することを特徴とする請求項1から9のいずれ
かに記載の基板の加工方法。 - 【請求項11】全反射ミラーを介してCO2 レーザビー
ムを基板に照射する際の当該全反射ミラーとして、全反
射ミラーの口径をCO2 レーザビーム径の2.4倍以上
としたことを特徴とする請求項1から10のいずれかに
記載の基板の加工方法。 - 【請求項12】非金属材料基板から多数個のチップを切
り出す基板の加工装置において、上記非金属材料基板が
載置されるステージと、該ステージ上に非金属材料基板
を固定する固定機構と、上記ステージの基台から離隔固
定配置され上記非金属材料基板を割断するためのCO2
レーザビームを発するCO2 レーザ装置と、該CO2 レ
ーザ装置から発せされたCO2 レーザビームを上記非金
属材料基板に照射させると共に該CO2 レーザビームの
伝搬路長を変化させることにより上記非金属材料基板へ
の照射位置を移動させるガイド機構を備えたことを特徴
とする基板の加工装置。 - 【請求項13】非金属材料基板から多数個のチップを切
り出す基板の加工装置において、上記非金属材料基板が
載置されるステージと、該ステージ上に非金属材料基板
を真空吸着する吸着機構と、上記ステージをY軸方向に
移動させるY方向移動機構と、上記非金属材料基板に罫
書き線を形成するためのカッターと、該カッターを上記
非金属材料基板上に圧接させてX軸方向に移動させるX
方向移動機構と、上記ステージの基台から離隔固定配置
され上記非金属材料基板を割断するためのCO2レーザ
ビームを発するCO2 レーザ装置と、上記X方向移動機
構に設けられ該CO2 レーザ装置からのCO2 レーザビ
ームをCO2 レーザ平行ビーム光の伝搬路長可変機構、
全反射ミラー、集光レンズを通して上記カッターの直後
から上記罫書き線に沿ってX軸方向に追従移動させるガ
イド機構とを備えたことを特徴とする基板の加工装置。 - 【請求項14】上記ステージに、上記ステージをθ方向
に回転させる回転機構を設けた請求項12または13に
記載の基板の加工装置。 - 【請求項15】上記非金属材料基板の表面に空気、酸
素、窒素等のガスを少なくとも1種類吹き付ける吹き付
け機構を有する請求項12から14のいずれかに記載の
基板の加工装置。 - 【請求項16】上記非金属材料基板に吹き付けられたガ
スを強制的に排気する排気機構を有する請求項12から
15のいずれかに記載の基板の加工装置。 - 【請求項17】上記カッターには上記非金属材料基板の
表面へ所望のガス圧力で押し付けて圧接する押し付け機
構と、上記カッターを押し付けながら移動方向に回転す
るカッター回転機構とが付加されている請求項13に記
載の基板の加工装置。 - 【請求項18】上記X方向移動機構には、上記非金属材
料基板の表面をモニタするためのモニタ装置が少なくと
も1台設置されている請求項13に記載の基板の加工装
置。 - 【請求項19】防振シートあるいは防振機構を有するベ
ース上に配置される請求項12から18のいずれかに記
載の基板の加工装置。 - 【請求項20】CO2 レーザ装置から発せられるCO2
レーザビームに可視光レーザビームを重畳して伝搬させ
る機構部を備えたことを特徴とする請求項12から19
のいずれかに記載の基板の加工装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10112050A JPH11342483A (ja) | 1998-03-31 | 1998-04-22 | 基板の加工方法及びその加工装置 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10-87085 | 1998-03-31 | ||
JP8708598 | 1998-03-31 | ||
JP10112050A JPH11342483A (ja) | 1998-03-31 | 1998-04-22 | 基板の加工方法及びその加工装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11342483A true JPH11342483A (ja) | 1999-12-14 |
Family
ID=26428400
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10112050A Pending JPH11342483A (ja) | 1998-03-31 | 1998-04-22 | 基板の加工方法及びその加工装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11342483A (ja) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
1998
- 1998-04-22 JP JP10112050A patent/JPH11342483A/ja active Pending
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